Bart Schultz
De aandrijfwerktuigen voor polderbemaling zijn in eerdere bijdragen aan Flevolands Geheugen beschreven. Deze keer komen de opvoerwerktuigen aan de orde.
Opvoerwerktuigen zijn de werktuigen die het water opvoeren en uitslaan. De belangrijkste opvoerwerktuigen die ten behoeve van de bemaling van polders zijn of worden toegepast, zijn scheprad, schepschijf, vijzel, zuigpomp, zuigperspomp, centrifugaalpomp en schroefpomp. De meeste van deze opvoerwerktuigen kennen weer verschillende uitvoeringsvormen. Ze kunnen doorgaans door verschillende soorten aandrijfwerktuigen worden aangedreven.
Schepraderen zijn gedurende een aantal eeuwen de opvoerwerktuigen geweest voor polderbemaling door windmolens, en werden later ook wel toegepast bij stoomgemalen. Het scheprad is een verticaal schoepenrad, dat het water over een opleider tussen twee wanden opvoert. In het bovenwater is een wachtdeur geplaatst om teruglopen van water tegen te gaan. Een dergelijke afsluiting, ook vaak als klep uitgevoerd, is bij alle laaggelegen opvoerwerktuigen, waar gevaar voor hevelen of terugstromen aanwezig is, aangebracht.
In de loop der jaren zijn vele variaties en verbeteringen voor schepraderen bedacht en uitgevoerd. Het scheprad is vrijwel zeker een Hollandse uitvinding. De eerst bekende toepassing bij windmolens voor polderbemaling dateert van het begin van de vijftiende eeuw. In grote windmolens hadden de schepraderen normaal gesproken een diameter van 5,5 tot zeven meter, en een breedte van 0,45 tot 0,55 meter. De opvoerhoogte was maximaal 1,5 tot twee meter.
Het principe van de schepschijf was er op gebaseerd dat het opgevoerde water niet aan de buitenzijde van het rad uitstroomde, maar door de schoepen zodanig werd geleid, dat uitstroming in het midden van het rad plaatsvond. De schepschijf was reeds in de tijd van Vitruvius bekend. Door de Engelsman Willem Wheler is er een nieuwe vorm aan gegeven, die in 1629 bij de droogmaking van het Naardermeer is toegepast. Een wijziging van deze schepschijf werd in 1744 toegepast bij twee windmolens in de Watergraafsmeer. De schepschijf is slechts in enkele polders toegepast.
De vijzel bestaat uit een as met schroefvormige bladen in een half-cilindrische hellende goot, de opleider. Meestal zijn drie schroefgangen door elkaar toegepast. De opvoerhoogte kon, bij de toepassing in windmolens, vier tot vijf meter bedragen. Het water wordt geleid tot het hoogste punt van de opleider. Om bij lage bovenwaterstanden het voordeel van de lagere opvoerhoogte te benutten, kan bij een aantal vijzels een deel van de opleider worden neergeklapt. Bij toepassing in windmolens was de vijzel vooral bij opvoerhoogten van enkele meters en een constante bovenwaterstand, een bij uitstek geschikt opvoerwerktuig. Later zijn vijzels ook toegepast bij stoomgemalen en bij elektrische bemaling. Mogelijk zijn vijzels ook op beperkte schaal bij dieselgemalen toegepast.
De oorsprong van de vijzel is niet met zekerheid bekend. De meeste auteurs noemen Archimedes van Syracuse als uitvinder. De vijzel in de vorm van een tonmolen, werd reeds in de derde eeuw voor Christus in Egypte gebruikt voor irrigatie. De open vijzel, zoals deze bij polderbemaling vooral wordt toegepast, is in 1634 uitgevonden door Symon Jacobsz. Hulsebosch uit Amsterdam, die in dat jaar een windmolen met een vijzel bouwde.
In een aantal polders is, na verbeteringen aan schepradmolens, de overgang van schepradmolens naar vijzelmolens de eerste betekenende wijziging in de bemaling geweest. Door de grotere opvoerhoogte die met vijzelmolens kon worden gerealiseerd, kon in een aantal gevallen het aantal molens per molengang worden verminderd. In 1829 werd het eerste stoomgemaal met een vijzel gebouwd voor een polder bij het landgoed Mariënwaard in Beesd. De tweede toepassing van stoombemaling met behulp van vijzels was bij de droogmaking van de Zuidplas in 1840.
Zuigpompen zijn toegepast in horizontale en verticale uitvoering. Ze konden enkelwerkend of dubbelwerkend zijn. Het laatstgenoemde type werd zuigperspomp genoemd. Zuigpompen en zuigperspompen zijn slechts op beperkte schaal bij polders, en dan alleen bij stoombemaling toegepast. De veruit belangrijkste toepassing van zuigpompen is geweest voor de stoombemaling van de Haarlemmermeerpolder.
De centrifugaalpomp bestaat uit een slakkenhuis met een waaier. De aanzuiging geschiedt door onderdruk. Het water wordt door de waaier in een vlak, loodrecht op de as uitgeslingerd, en stroomt ook in dit vlak af. Centrifugaalpompen hebben een hoog toerental, waardoor rechtstreekse koppeling aan het aandrijfwerktuig mogelijk is. Bij opstelling boven water was veelal een vacuümpomp nodig. De zuighoogte is maximaal zes tot zeven meter. De zuigbuis moet voldoende ver onder water liggen, om het aanzuigen van lucht te voorkomen.
Centrifugaalpompen werden aanvankelijk vooral toegepast bij grotere opvoerhoogten dan 2,5 meter. Zij kunnen zowel voor grote als voor kleine afvoeren, en bij grote, kleine, of veranderlijke opvoerhoogten worden toegepast. Centrifugaalpompen zijn aanvankelijk bij stoomgemalen toegepast en later bij diesel en elektrische gemalen. Onderscheid kan gemaakt worden in horizontale en verticale opstelling. Tevens is onderscheid te maken in gesloten en open uitvoering. Verder zijn te onderscheiden een lage opstelling, waarbij de pomp beneden het polderpeil is geplaatst, en een hevelopstelling, waarbij de pomp boven het polderpeil, en veelal ook boven het peil van het bovenwater, is opgesteld.
De centrifugaalpomp is in 1689 uitgevonden door Papin. Nadien zijn ongeveer 160 jaar verlopen voordat centrifugaalpompen op grote schaal bij bemaling van polders zijn toegepast. De mogelijk eerste toepassing van centrifugaalpompen in polders was in 1864 bij de droogmaking van de Holendrechter en Bullewijker polder.
Bij de schroefpomp bestaat het schroefvormige lichaam uit een snel draaiende waaier of rotor, met in twee richtingen gebogen schoepen, die het water, naast een draaiende beweging, in hoofdzaak een beweging in de richting van de draaiings-as geven. De schoepen kunnen verstelbaar worden uitgevoerd wanneer er van wisselende opvoerhoogten sprake is. De schroefpomp is vooral geschikt voor kleine opvoerhoogten en relatief grote capaciteiten. Onderscheid wordt gemaakt in pompen met een horizontale as en pompen met een verticale as. Verder kunnen de schroefpompen met verticale as worden onderscheiden in pompen in een gesloten uitvoering, en pompen in een open uitvoering. Voor de meeste schroefpompen wordt als aandrijfwerktuig de elektromotor gebruikt.
De toepassing van schroefpompen bij polders dateert van 1915. Zij worden vooral toegepast bij opvoerhoogten tot drie tot 3,5 meter. De verticale schroefpomp in open uitvoering is voor het eerst in 1922 voor de bemaling van het Lemsterhop toegepast. Sindsdien zijn deze pompen vooral voor een capaciteit tot maximaal 100 kubieke meter per minuut toegepast.
