Archimedes’ Schraubenpumpe
Die archimedische Schraube ist eine Verdrängungsschraube Pumpe bestehend aus einer schraubenförmigen Oberfläche (einer Spirale) im Inneren eines hohlen Rohrs. Während sich die Schraube dreht, schöpft sie ein Wasservolumen am Boden auf und hebt es durch das Rohr, während sie sich dreht. Sie ist sehr effektiv bei der Beförderung großer Wassermengen, insbesondere bei geringen Fallhöhen, und verträgt keine Verschmutzungen.
Die archimedische Schraube ist eine der ältesten bekannten hydraulischen Maschinen. Ihre Funktionsweise beruht auf dem Prinzip der positiven Verdrängung. Das Gerät besteht aus einer großen schraubenförmigen Schraube, der sogenannten Schnecke, die fest in einem Zylinder sitzt oder von diesem umschlossen wird. Die gesamte Baugruppe befindet sich in einer Schräglage, wobei ihr unteres Ende in die Flüssigkeitsquelle eingetaucht ist. Eine Kraftquelle, früher menschliche oder tierische Kraft, heute in der Regel ein Elektromotor, dreht die Schraube um ihre Mittelachse.
Während sich die Schnecke dreht, saugt die Unterkante der Spirale einen Wassersack auf. Dieses eingeschlossene Wasservolumen wird dann entlang der Spiralbahn nach oben befördert, während sich die Schnecke weiterdreht. Jede Umdrehung bewegt den Flüssigkeitssack weiter die Steigung hinauf, bis er oben ankommt und abgelassen wird. Die Effizienz der Pumpe hängt vom Neigungswinkel, der Drehzahl und dem Abstand zwischen Schnecke und Zylinder ab. Ein festerer Sitz verhindert ein Zurückfließen der Flüssigkeit in die Schnecke und erhöht so die Effizienz, erhöht aber auch Reibung und Verschleiß.
Einer ihrer größten Vorteile, sowohl historisch als auch in modernen Anwendungen, ist ihre Fähigkeit, Wasser mit Feststoffen, Ablagerungen und sogar empfindlichen Wasserlebewesen ohne nennenswerte Schäden zu fördern. Dies macht sie besonders nützlich in der Abwasseraufbereitung zum Heben von Rohabwasser und in Entwässerungsanwendungen, bei denen das Wasser nicht vorgefiltert wird. Im Gegensatz zu Hochgeschwindigkeits-Kreiselpumpen minimiert die langsame, sanfte Wirkung der Schraubenpumpe Schäden am Fördermedium.
UNESCO Nomenclature: 3313
- Maschinenbau
Verwendung
Weitverbreitete Verwendung
Vorläufer
- Verständnis der schiefen Ebene
- Entwicklung von schraubenförmigen Oberflächen (Schrauben)
- Grundprinzipien der Wasserverdrängung
- Metallurgie und Holzverarbeitung für den Bau des Geräts
Anwendungen
- Bewässerungssysteme in alten Zivilisationen
- moderne Kläranlagen zur Abwasserhebeanlage
- Entwässerung von Bergwerken und Baustellen
- fischfreundliche Wasserpumpsysteme
- Handhabung körniger Materialien wie Getreide in der Landwirtschaft
- Landentwässerung in tiefliegenden Gebieten
Potenzielle Innovationsideen
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Verwandt mit: Archimedische Schraube, Verdrängerpumpe, Wasserhebung, Bewässerung, antike Technik, Strömungsmechanik, Schraubenpumpe, Pumpe mit geringer Förderhöhe, Feststoffförderung, Abwasser.