2" Tiefbrunnenpumpmechanismus

  • Ersteller des Themas Benutzer250079
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B

Benutzer250079

Gast
Hallo,
da ich glaube, dass Peter recht hat, dass das ein eigener Thread wert ist, habe ich ihn aufgemacht.
Kommt von
weil sich im inneren Fallrohr eine stehende Druckwelle mit einer bestimmten Gasdynamik aufbauen soll.

Nochmal eine kurze Zusammenfassung, wie es gedacht ist:
Probesondentiefbohrungen werde mit nur einem keinen Durchmesser (meisst 2") durchgefuehrt.
Diese fuellen sich fasst immer unten mit Wasser.
Da aber bei diesen Tiefen (300 m - 500 m) Tiefbrunnenpumpen groessere Durchmesser benoetigen (min.- 6") bleiben diese Wasservorkommen unausgeschoepft, weil dafuer "aufgebohrt" werden muesste, was nicht rentable waere, vor allem weil man ja auch nicht weiss, wie ausgiebig das Vorkommen ist.
Deshalb dachte ich, dass mit einem relativ "einfachen" Prinzip diesem Abhilfe verschafft werden koennte.

Hierzu werden zwei Druckrohre, die ineinander sind (1" in einer 2" Leitung) bis zum Ende der Bohrung eingefuehrt.
Das innere Rohr endet ca. 2 cm vor dem Ende des Aeusseren, was am Ende eine Rueckschlagsperre hat.
Dadurch dringt das Wasser in beide Rohre von unten bis zur Wasserstandshoehe in der Tiefbohrung ein.
Jetzt werden ueber eine stehende Druckwelle (zwischen 0,5 bar und 50 bar im eingeschwungen Zustand bei 500 m Tiefe) im inneren Rohr die Wassersaeulen zu einer Schwingung gebracht.
Bei 0,5 Bar wird Wasser durch das aussere Rueckschlagventil "eingesaugt", d. h. zugelassen, dass es eindringt, bis der Druck wieder den des Drucks, der durch die Wassersaeule im Bohrloch ausgeuebt wird und der Gegendruck, uebersteigt.
Der Gegendruck, also der der Wassersaeule im Aussenrohr soll durch die Traegheit (wegen Fliessgeschwindigkeit) geringer gehalten werden. Wenn dies nicht moeglich ist, dann ist ein zweites Rueckschlagventil noetig.
Das eingedrungene Wasser wird jetzt in das Aussenrohr durch den Druckanstieg im Innenrohr gedrueckt.
Hierbei arbeitet der Luftdruck wie ein Kolben, der von oben auf die Wasseroberflaeche vom inneren Rohr wirkt.
Ist der Druck vom 50 Bar erreicht, also mehr als die komplette Wassersaeule im Aussenrohr, befindet sich kein Wasser mehr im Innenrohr.
Nun faellt der Druck wieder bis auf 0.5 Bar ab und der Prozess beginnt von Vorne.
Das ist im Prinzip das Pumpprinzip des Herzen nur mit einer Traegheitskomponente, die durch die grosse Wassersaeule im Aussenrohr entsteht.
Das ganze System schwingt und ein, bzw. zwei Rueckschlagsperren machen aus dieser Schwingung eine Foerderung von Wasser aus grossen Tiefen.

Die Drucksteuerung erfolgt an der Oberflaeche rechnergestuetzt.

Die Druckerzeugung wird wahrscheinlich mit dem
einem Kompressor oder einer Turbine uebernommen.

Wie schon in
erwaehnt, ist dieses Projekt sehr vielschichtig.

Falls es noch noetig ist, kann ich auch noch Skizzen posten.
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Ja, bitte mach das:
Ich hab´s mir dreimal durchgelesen,
aber erst ist von EINEM Rückschlagventil die Rede und dann wieder von ZWEIEN,
wobei nicht klar ist, in welche Richtung die durchlassen und in welche die sperren.
(Den Pulitzer-Preis wirst du für diese Beschreibung nicht bekommen.)
 
B

Benutzer250079

Gast
Das ich eine Schwierigkeit mit dem Beschreiben habe, ist mir schon aufgefallen.

1590881822600.png

Das obere Ventil ist optional, weil wenn die Wassersaeule im "richtigen" Takt auch schwingt, muesse es unnoetig werden. Deshalb ein oder zwei Ventile.
In meinem Brunnen habe ich es ohne gemacht.
Es wuerde allerdings optimieren ist aber nicht leicht zu realisieren.
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Interessanter Ansatz. Bei 500m brauchst du die 50bar für die Wassersäule und da kommt noch kein Tropfen oben raus. Gut, das kann man leicht lösen. Was ist aber mit der Fördermenge? Ein 1“ Rohr fasst bei einer Eintauchtiefe von 20m rund 10 Liter. Mit jedem Luftstoß kannst du also diese Menge fördern. Mehr als ein Luftstoß pro Sekunde dürfte nicht drin sein und du brauchst ein Vielfaches des Wasservolumens an Luft. Wirtschaftlich sieht anders aus.
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Naja, wenn er das Wasser zu "Mondpreisen" verkaufen kann ...

Die Wassersäule würde ich NICHT (oder nur ganz wenig) schwingen lassen:
Da hast du bei 1000 m dünnen Rohren eine ERHEBLICHE Reibung zu überwinden und zwar bei JEDER Periode!
Wie ich schon im anderen Thread geschrieben habe, würde ich die LUFTsäule resonieren lassen
und damit ergibt sich eine Frequenz von f = c / 2l = 0,242 Hz
bzw. alle 4 sec erfolgt ein Pumphub.
10 Liter pro sec wird da nicht drin sein.

Du wirst das Steigrohr zuerst mit Wasser füllen müssen, damit der Druck nicht darüber entfleucht,
das Luftrohr mit 50 Bar füllen und DANN erst die Schwingung anregen.
Du kannst das ja mal mit einer Taucherflasche probieren und per Hand synchronisieren!
 
Da könntest du richtig liegen. Manchmal denke ich er wil gar nicht das aus seinen Projekten etwas wird, selbst wenn die Idee gewinnversprechend zu sein scheint.
 
B

Benutzer250079

Gast
Interessanter Ansatz. Bei 500m brauchst du die 50bar für die Wassersäule und da kommt noch kein Tropfen oben raus. Gut, das kann man leicht lösen. Was ist aber mit der Fördermenge? Ein 1“ Rohr fasst bei einer Eintauchtiefe von 20m rund 10 Liter. Mit jedem Luftstoß kannst du also diese Menge fördern. Mehr als ein Luftstoß pro Sekunde dürfte nicht drin sein und du brauchst ein Vielfaches des Wasservolumens an Luft. Wirtschaftlich sieht anders aus.

Danke und natuerlich auch an alle anderen, fuer die vielen Kommentare.
Bei der Pferdekopfpumpe ist es doch das gleiche mit der Foerdermenge und ich wage mal zu bezweifeln, dass es wirtschaftlicher ist, ein 500 m langes Gestaenge im Gegensatz zu etwas Luft zu bewegen.

Du wirst das Steigrohr zuerst mit Wasser füllen müssen, damit der Druck nicht darüber entfleucht,
das Luftrohr mit 50 Bar füllen und DANN erst die Schwingung anregen.
Du kannst das ja mal mit einer Taucherflasche probieren und per Hand synchronisieren!

Das kann ich doch von unten langsam fuellen. Deshalb brauche ich ja auch die Prozessorsteuerung der Luft.
Als ich es hier mit meinem Brunnen gemacht habe, hatte ich genau mit der Schwinung einige Schwierigkeiten.
Um genau zu sagen, habe ich die per Hand nicht hinbekommen.
Deshalb habe ich mit jedem Zyklus nur das was im Rohr war "hochgepumpt".
Das ist sehr ineffizient.

Da könntest du richtig liegen. Manchmal denke ich er wil gar nicht das aus seinen Projekten etwas wird, selbst wenn die Idee gewinnversprechend zu sein scheint.

Da liegt mehr Wahrheit drin, als Du denkst. Ich bin ein genialer Selbstsaboteur.
Jetzt muss ich nur noch herausfinden, warum.

Das wird dem Querdenker nicht quer genug sein.

Zuerst fand ich es lustig, aber warum werden die Perdekopfpumpen dann nicht fuer Wasser genommen?
Das muss doch einen Grund haben.
Meine Erklaerung dafuer liegt in den hohen Betriebskosten vs Foerdermenge, was man aber an sich heutzutage mit den hohen Wasserpreisen ja eigentlich ausgleichen koennte.
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Die luftbetriebene Pumpe wird NICHT nicht unbedingt wirtschaftlicher sein als eine Pferdekopfpumpe:
Das Gewicht des Gestänges wird durch das Gegengewicht aufgewogen,
während die schwingende Druck(!)luftsäule im 500 m Rohr erheblicher Reibung unterworfen ist.
Das kann ich doch von unten langsam fuellen. Deshalb brauche ich ja auch die Prozessorsteuerung der Luft.
Als ich es hier mit meinem Brunnen gemacht habe, hatte ich genau mit der Schwinung einige Schwierigkeiten.
Um genau zu sagen, habe ich die per Hand nicht hinbekommen.
Deshalb habe ich mit jedem Zyklus nur das was im Rohr war "hochgepumpt".
Das ist sehr ineffizient.
Du kannst das NICHT "von unten füllen",
denn wenn das Steigrohr NICHT voll Wasser ist,
geht das obere Rückschlagventil schon mit geringem Luftdruck auf
und die Luft strömt nutzlos durchs Steigror aus.

Um die Schwingung anzuregen brauchst du beileibe keinen Prozessor
sondern nur ein Zeitrelais und einen Druckschalter.


... warum werden die Perdekopfpumpen dann nicht fuer Wasser genommen?
Das muss doch einen Grund haben.
Meine Erklaerung dafuer liegt in den hohen Betriebskosten vs Foerdermenge, was man aber an sich heutzutage mit den hohen Wasserpreisen ja eigentlich ausgleichen koennte.
Um Wasser aus z.B. 5 m Tiefe hochzupumpen, gibt´s eíndeutig besser geeignete Pumpen,
denn die Pferdekopfpumpe ist eine Tiefbrunnenpumpe
und wenn man Wasser aus wirklich tiefen Brunnen pumpen will, nimmt man die durchaus auch für Wasser (siehe LINK).
 
B

Benutzer250079

Gast
Du kannst das NICHT "von unten füllen",
denn wenn das Steigrohr NICHT voll Wasser ist,
geht das obere Rückschlagventil schon mit geringem Luftdruck auf
und die Luft strömt nutzlos durchs Steigror aus.

Um die Schwingung anzuregen brauchst du beileibe keinen Prozessor
sondern nur ein Zeitrelais und einen Druckschalter.

Wenn der Prozessor "weiss", wie viel Wasser im Steigrohr ist, kann er den Druck so anpassen, dass er eben nicht einfach nur "verpufft". Gerade fuer den Fuellvorgang glaube ich deshalb, dass man ohne nicht auskommt.
Und ein Zeitrelais genau so einzustellen, dass es doch recht hoch dynamisches System steuert, ist glaube ich, nicht moeglich.
 
Hoch dynamisch wird das System Sicher nicht!
Was die Pferdekopfpumpe angeht, so hat die kein Gestänge, sondern eher ein Seil, da der Kolben zwanglos arbeitet. Das Gewicht des Kolbens ist über das Gewicht am Arm ausgeglichen, so das der Antrieb nur die Mssenträgheit und die Fördermenge bedienen muß. Da für den Kolben das 2" Rohr zur verfügung steht, hast du das viefache an Volumen gegenüber dem Luftsystem mit 1" Rohr. Die Hubhöhe ist zwar begrenzt, aber die Schlagzahl ist über die Motordrehzahl regelbar und wird nur durch die Absenkzeit des Kobens im Wasser begrenzt..
Warum wird die Pumpe nur für Öl eingesetzt? Tja, ist halt noch keiner auf die irrwitzige Idee gekommen Wasser aus 500m Tiefe zu fördern. Der Pumpe ist das Medium egal, aber mehr als eine Idee wird das ja eh nicht werden. Von daher völlig egal ob es funktionieren würde.
 
B

Benutzer250079

Gast
Das trau ich mich nicht abzuschätzen:
KÖNNTE vielleicht doch sinnig sein.

Jetzt waere es halt schoen, wenn Jemand den Mut haette, es zu probieren.
Wenn man bei der Abschaetzung schon nicht sagen kann, ob es besser oder schlechter ist, ist es doch mMn ein Vesuch wert.
In meiner Abschaetzung liegen die Kosten auch ungefaehr gleich.
D. h. es liegt alles am Wirkungsgrad.
Die Foerdermenge ist mit Luft aber auf jeden Fall besser.
 
Kann man berechnen! Einfach Fördermenge Zeit und Höhe festlegen und dann vergleichen. Mit der Pferdekopfpumpe ist es reine Hubarbeit und mit Luft muß man die zu verdichtende Luftmenge und die dafür nötige Energie berechnen. Da bei der Verdichtung von Gasen jede Menge Wärme frei wird, kann die Bilanz gar nicht besser ausfallen. Vielleicht setz ich mich mal überschlägig ran. Obwohl querdenker ja sicher mehr Zeit zu haben scheint, bei dem was er sich da immer zu recht reimt!?
 
B

Benutzer250079

Gast
Kann man berechnen! Einfach Fördermenge Zeit und Höhe festlegen und dann vergleichen. Mit der Pferdekopfpumpe ist es reine Hubarbeit und mit Luft muß man die zu verdichtende Luftmenge und die dafür nötige Energie berechnen. Da bei der Verdichtung von Gasen jede Menge Wärme frei wird, kann die Bilanz gar nicht besser ausfallen. Vielleicht setz ich mich mal überschlägig ran. Obwohl querdenker ja sicher mehr Zeit zu haben scheint, bei dem was er sich da immer zu recht reimt!?

Also ich finde das mal eine gute Idee. Waere echt auf das Ergebnis gespannt.
Damit es einen Sinn hat, sollten Tiefen ueber 500 m berechnet werden (Dafuer ist es ja gedacht).
Mich wuerde auch interessieren, wie das Seil (Gestaenge) dann ausgelegt werden muesste, weil aus der Aufzugtechnik weiss ich, dass man da schon an die Grenzen kommt.
 
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