Tiefsaugevorrichtung

Eine Tiefsaugevorrichtung kommt zum Einsatz, wenn der saugseitig zu tief liegende Wasserspiegel kein Ansaugen mit normaler Pumpe erlaubt. Sie werden in diesem Fall zur Förderung von relativ kleinen Wasserströmen bis ca. 10 m³/h aus engen Rohrbrunnen und bei einer Tiefenlage des Wasserspiegels bis zu 40 m unter Flur verwendet (v. a. in den USA). 

Vorteile dieser Anordnung sind das Fehlen von bewegten Teilen im Bohrloch und eine Aufstellung der Kreiselpumpe nach Belieben. Nachteilig ist dabei der schlechtere Gesamtwirkungsgrad des Pumpenaggregates gegenüber Bohrlochpumpe oder Unterwassermotorpumpe. 

Bei einer Tiefsaugevorrichtung wird zunächst aus der Druckleitung einer normalen, über Flur aufgestellten Kreiselpumpe ein Teil des Gesamtvolumenstroms der Pumpe als Treibwasserstrom (Q_T) abgezweigt. Danach erfolgt die erneute Zuführung des Volumenstroms zu dem etwa 1 m unter dem am tiefsten abgesenkten Wasserspiegel eingebauten Strahlapparat (siehe Wasserstrahlpumpe).
siehe Abb. 1 Tiefsaugevorrichtung

Der Strahlapparat saugt den Nutzstrom (Q_n) an und fördert den Gesamtstrom (Q_n+ Q_T) durch die Saugwirkung der Pumpe in den Pumpensaugstutzen. siehe Abb. 2 Tiefsaugevorrichtung

Nach dem Passieren der Pumpe wird wieder die Umlaufmenge (Q_T) abgezweigt. Der Nutzwasserstrom (Q_n) fließt zum Verbraucher. Die Anlage lässt sich dann wie folgt bemessen: 

Hieraus lassen sich mit der gegebenen Spiegeltiefe (T) und Gesamtförderhöhe (H_ges) zunächst überschlägig die Werte für die Nutzförder- (H_n) und Treibhöhe (H_T) bestimmen. Daran anschließend wird das Verhältnis aus Treib- und Nutzförderhöhe (H_T/H_n) gebildet. Aus dem Berechnungsdiagramm für Tiefsaugevorrichtungen lässt sich der dazu entsprechende Wert des Verhältnisses von Umlaufmenge zu Nutzwasserstrom (Q_T/Q_n) ablesen. 

Da der Nutzstrom (Q_n) ebenfalls gegeben ist, ist es möglich, auch den Treibstrom (Q_T) und die überschlägigen Auslegungsdaten der Kreiselpumpe zu errechnen. siehe Abb. 3 Tiefsaugevorrichtung

Sind alle Daten bekannt, so kann ein geeigneter Pumpentyp ausgewählt und die lichte Weite der Treib- und Steigleitung bestimmt werden. Damit sind dann auch die Werte für die zulässige Saughöhe (H_S), sowie die Widerstandshöhe in der Steig- (H_VS) und Treibwasserleitung H_VT (siehe Druckverlust) zu bestimmen. Die Berechnung kann mit genaueren Werten wiederholt werden.

Die Förderhöhe (H) der Kreiselpumpe ist : 

Mit diesen Werten ist es dann möglich, die lichte Weite und den Leitungswiderstand in Steig- und Treibwasserleitung zu bestimmen. Abschließend erfolgt evtl. eine erneute, genauere Rechnung. In den häufigsten Fällen genügt jedoch bereits die Näherungsrechnung. 

Der Zusammenhang zwischen bei Strahlapparaten üblichen Werten von Q_T/Q_n und H_T/H_n ist in einer Kurve dargestellt. Ihr genauer Verlauf ist von der Bauart des verwendeten Gerätes abhängig. siehe Abb. 3 Tiefsaugevorrichtung

Bei der Projektierung der Kreiselpumpe mit Tiefsaugevorrichtung ist in jedem Falle eine genaue Berechnung der Wirtschaftlichkeit anzuraten, da die Strahlapparate oder Wasserstrahlpumpen im Vergleich zu den für einen solchen Bedarfsfall ebenfalls einsetzbaren Kreiselpumpentypen wie Bohrlochpumpe, Tauchmotorpumpe und Unterwassermotorpumpe einen relativ niedrigen Wirkungsgrad aufweisen.