Wie funktioniert ein hydraulischer Widder?

Ein Hydraulischer Widder ist eine Pumpe, welche mithilfe der Energie des Wassers Wasser pumpt.

Bild 1: hydraulischer Widder (Versuchsobjekt) im Einsatz

In diesem Artikel werde ich das Prinzip des Hydraulischen Widders erklären. Eine Anleitung zum Bau eines Widders, zu Anwendungsgebieten und zu entsprechenden Berechnungsvorschlägen findest du auf meinem Blog.

Bild 2 : hydraulischer Widder ohne Zu – und Steigleitung und ohne Windkessel

Falls du den ersten Link angeklickt hast und den Wikipedia- Artikel verstanden hast kannst du dir diesen Artikel wahrscheinlich sparen und zum nächsten weiterspringen, ansonsten erklär ich hier nochmals die Funktionsweise eines Hydraulischen Widders.
Der Hydraulische Widder besteht im Wesentlichen aus zwei Rückschlagventilen (goldfarben) bzw. Klappen und einem Windkessel (erstes Bild Blauer Kanister). Dazu kommt noch eine Triebleitung (erstes Bild schwarzer Schlauch) und eine Steigleitung (erstes Bild grüner Schlauch), sämtliche Verbindungsstücke (silberfarben) und alles was ich vergessen habe.
Der Widder hebt Wasser durch einen Druckstoß, der dadurch entsteht, dass das Wasser gegen eine Wand prallt und somit die Geschwindigkeitsenergie in Druckenergie umgewandelt wird, da Wasser nicht kompressibel ist. Die „Wand“ wird durch ein „verkehrt“ montiertes Rückschlagventil (zweites Bild rechts), welches durch den Wasserstrom zugerückt wird, simuliert. Der so entstandene Druck breitet sich in alle Richtungen aus. Die Druckwelle geht einerseits zurück in die Triebleitung und andererseits zum zweiten, „richtig“ montiertem Ventil (zweites Bild Mitte), welches vor den Windkessel geschaltet ist. Der Windkessel ist mit Luft (und etwas Wasser) gefüllt, welche im Gegensatz zum Wasser komprimiert werden kann. Sobald der Druck wieder abnimmt, schließt das Ventil zum Windkessel um den Druck zu halten, gleich danach (so kurz dass es von Menschen nicht wahrgenommen wird) sinkt der Druck im Widder unter den atmosphärischen und das erste, „verkehrt“ montierte Rückschlagventil am Auslauf öffnet sich wieder, somit ist der Widder wider in der Ausgangslage.
Die Steigleitung wird hinter dem zweiten Ventil fixiert, wobei sie möglichst tief am Windkessel sitzen sollte um keine Luft entweichen zu lassen. Der Druckstoß welcher das zweite Ventil öffnet breitet sich zwar auch durch die Steigleitung weiter aus, allerdings ist er sehr kurz, die komprimierte Luft, die sich ständig versucht auszudehnen, kann sich allerdings nach dem schließen des zweiten Ventils langsam ausdehnen und somit als Puffer für den Druckstoß wirken und Wasser in die Steigleitung „drücken“.

Zusammengefasst die „4 Takte“ des Hydraulischen Widders
Grundzustand= freier Ausfluss durch Ventil 1
1. Schließen von Ventil 1 (zweites Bild rechts) und Entwicklung des Druckstoßes
2. Druckstoß öffnet Ventil 2 (zweites Bild Mitte) und komprimiert Luft im Windkessel
3. Ventil 2 Schließt aufgrund von Druckabfall
4. Ventil 1 öffnet aufgrund von Unterdruck im Widder
Grundzustand wieder erreicht

Die Geschichte des Hydraulischen Widders gibts HIER

Nachdem du jetzt warscheinlich verstanden hast wie ein Widder Funktioniert, sollte ich HIER vielleicht erklären wo und wie er mehr oder weniger sinnvoll genutzt werden kann.

HIER gehts zu einem kurzen Clip eines Widders im Einsatz.

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