Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

Mit einfachen Mitteln eine gute billige Kolbenpumpe
 
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Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

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Gepostet: 28.07.2016 - 23:49 Uhr  ·  #1
Seit langen Jahren fristet eine kleine Schwengelpumpe auf der Terrasse ein eher stiefmütterliches Dasein......
Seit die Kolbendichtung mal wieder verschlissen war sie nicht mehr zum Pumpen zu gebrauchen. Schon vor drei Monaten habe ich im Baumarkt eine neue Lederdichtung besorgt, um sie bei Gelegenheit mal einzubauen .....
Aber die Zylinderlauffläche in der Pumpe ist mittlerweile so verrostet ( ist immer draußen ), dass die Ledermanschette in absehbarer Zeit schnell verschliessen ist. ...
...und das ewige Wasserauffüllen zum Pumpenbeginn ist auch nicht gerade bedienungsfreundlich...
( klar habe ich schon seit Jahren ein Hauswasserwerk , was das Regenwasser aus der Zisterne auf "Knopfdruck " (Wasserhahn aufdrehen....Druckabfall ...Pumpe an !) einfach versprüht.....!)
Aber an so einer Pumpe kann fast keiner vorbeigehen, ohne das einem die Finger jucken ..... ( man selbst eingeschlossen! ) ;-)
.....um dann enttäuscht zu werden, weil KAPUTT!

Durch aktuelles Ereignis " Windpumpebau in Hannover " sind die Ideen einer "guten/ besseren Pumpe " wieder aus dem Hinterkopf in den Vordergrund gekommen...

Also ging ich Vorgestern in einen Spielzeugladen um Glass-Murmeln und Flummis zu kaufen.

Heute habe ich auf einem 12 mm Edelstahlrohr vier Scheiben PVC 108,8 mm Durchmesser abgedreht ( Rohr als Kolbenstange Scheiben als "Kolben" !)
In die PVC Scheiben habe ich mit einem Stufenschälbohrer um das Edelstahlrohr im Kreis sechs Löcher gebohrt.. In der unteren Scheibe kleiner als der Murmeldurchmesser in den oberen wesentlich größer als die Murmeln ...
die letzte obere Scheibe wird ein wenig verdreht, wenn die Murmeln in den Löchern verschwunden sind ( so das sie oben nicht heraus können )
Somit habe ich sechs "Wartungsfreie Rückschlagventile" im Pumpenkolben , die das Wasser nur nach oben durchlassen und nach unten sperren.. ;-)
Das Gleiche werde ich noch unter dem Kolben oder über den Kolben in der Pumpe fest installieren ( 2. festes Rückschlagventil!)

...fertig ist die Pumpe!! (Gestäge und Schwengel oben noch dran )

In den Kolben muß ich noch eine Nut drehen, worin ich eine Schnur als "Kolbendichtung " wickle ( bin noch am überlegen wie ich das am Besten mache ... mit oder ohne Quetschung ( Nut läßt sich durch Schrauben einstellen/ quetschen .. ) und auch aus welchen Material ( Leder ? Hanf ? Teflon .. Gummi ? ...)

Die "Pumpe" kann ich komplett unter der Wasseroberfläche installieren ( nur Steigrohr mit Gestänge ) nach oben ....

Eine Weitere Überlegung : eine Doppelwirkende Einkolbenpumpe zu bauen ...

Oder ganz abgedreht ... im Bezug auf eine Drehachse ( Windrad) eine Dreikolbenpumpe ( in einem Zylinder!) welche das Wasser fördert wie das Diagramm eines "Drehstrom" ( nur den positiven Teil über X Achse !) so das die Wassersäule immer nach oben gefördert wird ohne "Unterbrechung" ...
( Das ist erst ein mal nur ein "Gedankenspiel" .....bauen werde ich das wohl nie.. grins

Aber selbst bei so einem einfachen Prinzip ( Kolbenpumpe !) kommt man auf "wilde Konstruktionen" ....

Gruß Ralf
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Re: Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

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Gepostet: 29.07.2016 - 09:41 Uhr  ·  #2
Hallo

Grundsätzlich ist eine komplett im Wasser getauchte Pumpe schon die halbe Miete, was die Dichtigkeit für das Ansaugen betrift.
Die Garten Pumpen haben Innen eine sehr raue und nicht gerade runde Form, und verschleissen die Dichtung sehr schnell.
Ein dünwandiges Rohr darin eingeklebt kann das sehr verbessern, den großen Durchmesser braucht man ja nicht unbedingt.
Ein gegenläufiges 2 Kolbensystem, ist bei vielen senkrechstehenden Stirligmotoren ausgefürt, mit ineinander liegenden Kolbenstangen, (nur so zum Ideen sammeln).

Gruß Aloys.
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Kleine Experimente zur Kolbenpumpe...;-)

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Gepostet: 29.07.2016 - 16:29 Uhr  ·  #3
Hallo Aloys

Das mit dem "großen Durchmesser"ergab sich aus der Tatsache, das ich ein 110 Acrylrohr mit ca 4 mm Wandung ( noch nie benutzt ) in meiner Werkstatt hatte.
Eigentlich wollte ich wie Immer Edelstahlblechrohre ( Edelstahlschornstein 120 110 habe ich noch ....) nehmen, aber da sieht man nix ;-)

Das Acrylrohr ist für Experimente und zum Bearbeiten besser geeignet. Später wollte ich den Pumpenzylinder mit Edelstahlrohr ( kleineren Durchmessser ! ) auskleiden.
Wenn sich der PVC Kolben schon soweit selber gut abdichtet ( kann man sehr gut und genau fertigen selbst mit einen eigenen Grad als Gleitlippe oben....;-) ) ist die Fertigung des endgültigen Kolbens ein "Kinderspiel" ;-)

Die Führung im Zylinder ( kein Kippen und verkanten des Kolbens ) ist auch leicht einfach und exakt hinzukriegen.
Eigentlich ist mir das Edelstahlrohr nicht formstabil genug. Aber wenn ich es oben und unten mit einer Inneren Scheibe ( PVC) versehe, so das die Form gehalten wird und es mit Gewindestangen Außen zwischen zwei großen Scheiben einspanne , müßte es eigentlich gehen ! ..... Oder wird es mit der Zeit durch die Druckänderung "geweitet?!?
( Wollte es eigentlich in ein größeres äußeres Rohr stecken und den Luftspalt ausfüllen um so mehr Druckfestigkeit und Steifigkeit in den Zylinder aus Edelstahlrohr zu bekommen...)

Ich muß mal ein Paar Bilder machen... :-)




Gruß Ralf
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Re: Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

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Gepostet: 29.07.2016 - 18:41 Uhr  ·  #4
Hallo

Du weist das bei grossen Kolben ein enormer Zug auf die Kolbenstange kommt ?
Bei 110 mm D, und nur einem Meter zu überwindender Höhe, sind das schon 8 kg !!

Gruß Aloys.
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Re: Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

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Gepostet: 29.07.2016 - 20:11 Uhr  ·  #5
Du hast die gesamte Wassersäule über der Wasseroberfläche in einen Rohr von ca 110 mm D ( minus 2x4 mm Wandstärke) und 1 Meter Höhe gerechnet ?
Ja das könnte hinkommen...;-)
Meine jetzige Gartenpumpe hat ein Kolbendurchmesser von 75 mm. Der Höhenunterschied war maximal 3,2 Meter ( bis Zysternengrund ) mimimal ca 1,5 Meter. Der Schlegel (Pumphebel !) hat ein Verhältnis
Last- zu Krafthebel 1 : 4 14 cm zu 52 cm .
Diese 8 - 25 Kg Last am Gestänge wären von der Belastung kein Problem .... Am Pumpenhebel ( 1 : 4 !) wären das 2 - 6,25 kg zu pumpen.

Mein Edelstahlrohr (Kolbenstange - gestänge ) von 12 mm wird das sicherlich aushalten. Der Kolben mit einer Höhe von 40 mm ( PVC) , sehe ich auch kein Problem. :-)

Aber zum Einem soll der Kolbendurchmesser letztendlich kleiner werden und die Steigleitung wird nur aus einem 2 " Rohr bestehen......

Aber da Sprichst Du die Hebekraft an, die ich durch ein Gegengewicht ja auch noch "ausgleichen" könnte..... ;-) ( so muß ich zu Anfang mehr heben als pumpen (drücken), bis die Wassersäule im Steigrohr "steht" ..
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Re: Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

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Gepostet: 30.07.2016 - 13:01 Uhr  ·  #6
Hallo

Ich bin davon ausgegangen das das Teil mal vom Wind angetrieben werden soll ? da ist ein Kolben mit großem Durchmesser nur mit einem Getriebe zwischen, zu verwirklichen, darum die Berechnung für die Kraft die die Kurbelwelle dann bringen muß.
Die Kraft ergiebt sich aus der Kolbenfläche mal tatsächlichem Höhenunterschied der Wasserspiegel.
Der Durchmesser des Steigrohres und die tatsächlich über dem Kolben vorhandene Wassermänge sind nicht die Daten für die Berechnung.
Es kommt aber noch der Kolbenwiederstand und ein erhöter nötiger Druck für eine Fließgeschwindigkeit da zu.
Für die 8 kg Zug braucht man auch nur einen 1 mm Draht,der hält das !!
Berichte aber bitte weiter was Du so machst !

Gruß Aloys.
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Re: Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

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Gepostet: 31.07.2016 - 11:11 Uhr  ·  #7
Hallo Aloys

In erster Linie, geht es mir ersteinmal darum einen Kolben mit Zylinder und Rückschlagventil zu bauen/ konstruieren.
Mit welchen Materialien.... wie setze ich sie ein.. was, wie kann man so eine Pumpe am Besten / Einfachsten bauen mit meine Mitteln ( Größten Teils von Schrottplatz! )

Später suche ich mir nur noch ein Rohr mit entsprechenden Durchmesser und baue den Kolben und alles andere dazu zu einer Schwengelpumpe oder kleineren Windpumpe( ist ja dann nix "weltbewegendes" mehr... , wenn man weiß wie .... :-)!)

Aus meinen Erfahrungen muß ich feststellen, das eine Gute Planung die meiste Arbeit/ Zeit ausmacht. ( zum Teil bis 90 %) ...und die eigentliche "Arbeit" ( mit einer guten Planung!) wesentlich erleichtert.

Hier nun ein paar Bilder zwischendurch ...... ( Eigentlich zu schade die Pumpe unter Wasser zu montieren .... ;-) )

Hier kann nix mehr "rosten" ... ( Alles aus Edelstahl oder PVC )

Bisherige Kosten 8 € ( Ohne Acrylrohr ... noch mal geschätzte + 15 € )

Gruß Ralf
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Der Kolben mit den Murmeln Deckplatte muß noch runtergeschoben werden
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Die Edelstahlflansche hole ich von Schrott....
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Das Rückschlagventil mit Glasmurmeln
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Das Rohr wird noch mit 8 mm Gewindestäben zusammen gespannt
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Re: Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

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Gepostet: 01.08.2016 - 08:53 Uhr  ·  #8
Wunderschön! Wirklich zu Schade zum versenken :-) Jemand, der sich viel mit solchen Kolbenpumpen und verschiedenen Materialien beschäftigt hatte, sagte mir: Gummikolben in Messingzylinder ist das Beste. Das muss es kommerziell gegeben haben. Meine Recherche waren immer erfolglos.
Gruß, Heinz
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Re: Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

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Gepostet: 01.08.2016 - 09:10 Uhr  ·  #9
Noch etwas zu Kunststoff unter Wasser: Ich hatte bei meiner ersten Kolbenpumpe einen Messingzylinder (nur Dm 20mm), Messingkolben, Polyamid-Führungsringe und Topfmanschette (NBR). Polyamid nimmt so viel Wasser auf, das der Kolben klemmte. PVC ist viel besser. Alle Kunststoffe nehmen Wasser auf und verändern damit ihr Volumen. Heute läuft die Pumpe mit Führungsringen aus Teflon. Seit 30 Jahren, aber nicht wartungsfrei.[img][/img]
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zweizylinder Kolbenpumpe 3bar 130VDC
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Re: Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

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Gepostet: 01.08.2016 - 13:37 Uhr  ·  #10
Hallo Heinz

Das ist ein guter Hinweis mit dem Messingzylinder und Gummikolben.... Könnte man nicht den Gummikolben aus einem Schwingungsdämpfer ( aus Gummi ) ganz leicht selber machen?
Einfach die Halteteller auf der Drehbank ein wenig abdrehen ( so das das Gummi übersteht nicht der Teller ). Drei Durchgangsschrauben mit Muttern durch die beiden Teller , um somit den Kolben auf den gewünschten Durchmesser zu quetschen....
Grob ,müßte sich das Gummi mit einer groben Schrubscheibe ( diese "Papierscheiben" auf Gummiteller auf der Flex) und Drehbank bearbeiten lassen ....

Aber mir kommen ganz andere Ideen...

Ich habe gestern einfach mal nur das Acrylrohr und NUR den Kolben mit kurzer Stange von Hand in ein Becken mit 5 cm Wasser gehalten ( ein wenig schräg, damit Wasser nachlaufen kann....) und von Hand gepumpt. Es hat erstaunlich gut geklappt mit den Wasserpumpen ( wie gesagt : das ganze OHNE festes Rückschlagventil )
Nur allein durch die "Trägheit der Masse" (Wasser!) ...

Der Kolben ist ca 0,3 mm kleiner im Durchmesser .

....die Sache mit den Murmeln scheint gut genug zu funktionieren ! ( ohne zusätzliche Gummidichtung!) ....so hatte ich es mir erhofft :-)

Um nun den Kolben noch besser abzudichten und nicht unnötig hohe Reibung zu kriegen bin ich an überlegen "Kolbenringe" ( wie beim "Normalen Kolben " im Motor )
zu verwenden ..... die locker sind und sich weiten (dichten ) wenn Überdruck aufgebaut wird und sich eng machen, wenn Unterdruck ....

Das Ganze wäre einfach mit Teflonringen zu machen . und diese dann Auszutauschen wäre ein "Kinderspiel" : einfach abziehen und Neue draufziehen .

Nur müssen die Ringe eine negative ( sich von selbst zusammenziehen !) oder eine positive Vorspannung haben (sich selber auseinanderdrücken ) ?!? .....


Gruß Ralf
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Re: Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

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Gepostet: 01.08.2016 - 23:23 Uhr  ·  #11
Hallo Ralf,
gute Idee mit den Schwingungsdämpfern. Leider sind die Metallscheiben nur St verzinkt. Gummi kann man prima mit Winkelschleifer (Trenn oder Fächerscheibe) bearbeiten. Drehen übrigens auch, wenn man das Material "etwas" abkühlt... Ein CO2 Feuerlöscher schafft locker -40° und ist leicht zur Hand. Danach wieder auffüllen nicht vergessen :-) Ich habe es aber noch nicht selbst probiert.
Solche selbstdichtenden Kolbenringe sind ähnlich den von mir verwendeten Topfmanschetten. Öffne eine alte Fahrrad-Luftpumpe und du siehst sofort wie es funktioniert. So gut, das eine solche Pumpe überhaupt nicht saugen kann. Meine Pumpe erhält 0,5-0,8bar Vordruck vom entfernten Brunnen, je nach Wasserstand.
Gruß, Heinz
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Re: Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

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Gepostet: 02.08.2016 - 19:32 Uhr  ·  #12
Hallo Heinz

so eine Fahrradpumpe habe ich als "Kind" schon ausgiebig studiert ( sprich auseinandergebaut, wenn sie nicht richtig funktioniert hat... grins ). Da geht die Luft zwischen Kolben und Zylinderwand vorbei und wird im umgekehrten Fall durch eine "Lippe" ( von der Topfmanschette) daran gehindert, weil sie durch den Überdruck an die Zylinderwand gedrückt wird und somit abdichtet ( sperrte in eine Richtung...!)
Ähnlich sollen auch meine Kolbenringe arbeiten, nur die größte Menge an Wasser geht durch die Murmeln- Rückschlagventile . Die Kolbenringe solle sich nur "minimal" zusammenziehen um die Reibung zu minimieren.( nicht um hauptsächlich Wasser durchzulassen !) und mit dem Druck (bei Kolbenweg zurück ) werden sie gegen die Zylinderwand gedrückt um optimale Dichtung zwischen Zylinder und Kolben zu gewährleisten..

Ich hoffe den "Verschleiß" dadurch sehr klein zu halten ! ( weil die Reibung zwischen Kolbenringen und Zylinderwand sehr gering ist und die Ringe über eine "große" Masse an Verschleißmasse haben, bevor sie ihren Dienst aufgeben...)
Die "Lippe" Bei der Topfmanschette ( aus Leder oder Teflon usw ) ist "sehr schnell" verschlissen ( weil weniger Verschleißmasse vorhanden ist ) und weil sie bei der Gartenpumpe "fest" Mit dem Kolbenkörper verbunden ist....
Meine Kolbenringe sind NICHT fest mit den Kolben verbunden ( gleichen dadurch "unsaubere Kolbenführung " besser aus!) und haben mehr Verschleißmasse...
Soweit meine THEORIE... grins

MAl schaun, ob das so klappt..... !

Die Idee Gummi "abzukühlen" / hart zu machen finde ich gut ! ;-)

Gruß Ralf
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Re: Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

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Gepostet: 02.08.2016 - 20:29 Uhr  ·  #13
Hallo

Ich habe mal die Gartenpupe im Kindergarten gepimpt mit 2 Kolbenringen:

Gruß Aloys.
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Re: Kolbenpumpe für Windrad oder einfach Gartenpumpe......eine Idee nebenbei

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Gepostet: 03.08.2016 - 16:49 Uhr  ·  #14
Hallo Aloys

Das Bild /Foto ist nicht zu sehen und runter laden geht auch nicht ( es werden nur der Zähler "Heruntergeladen" weitergestellt !)

"Die Seite www.kleinwindanlagen.de funktioniert nicht

www.kleinwindanlagen.de hat eine ungültige Antwort gesendet. "


Ich hab mir heute einen neuen Kolben gemacht . Mit "Nuten" für die Kolbenringe , der pumpt auch schon ohne Ringe und baut einen schönen Unterdruck auf, (wenn man die Saugseite verschließt, muß man sehr kräftig ziehen)
Für eine Gartenpumpe reicht das jetzt schon allemal....!
Die Kolbenringe kann ich leider schlecht auf einen Foto zeigen, ich stelle deshalb die Tage eine Skizze hier rein...

Gruß 'Ralf
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Pumpenexperiment/Versuche erfolgreich abgeschlossen

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Gepostet: 04.08.2016 - 07:43 Uhr  ·  #15
Hallo

Hier noch eine Skizze von der Pumpe mit den Kolbenringen.
Gestern abend habe ich mich dann doch noch daran gemacht, an die Kolbenringe. Im Grunde war es einfacher und schneller als gedacht ( eine Scheibe mit 5 mm mehr Durchmesser als Kolben , 0,2 mm Material abtragen (Dicke !) ,ein wenig anschrägen, auf 4 mm Ringbreite abstechen und mit den Cattermesser einschneiden. .. fertig !)
Sie haben eine "positive Vorspannung" (schmiegen sich an die Zylinderwand an) . Montiert in max 10 sec..... :-))

Ich bin mit dem Ergebnis sehr zufrieden. Der Kolben dichtet gut ab UND läßt sich leicht bewegen!
Ein Schwachpunkt gibt es noch : die Glasmurmeln sind nicht exakt rund ... dichten nicht so gut ab.
Im Rückschlagventil werde ich mit einer Gummischicht als Dichtung zwischen Glasmurmeln und Ventilsitz arbeiten.

Hier die Skizze von der "Pumpe"

Gruß Ralf
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