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Selbstansaugende Kreiselpumpe.
Die bekannten Kreiselpumpen bestehen aus einem mit Schaufeln besetzten Laufrad, das in einem vorzugsweise spiralförmig sich erweiternden Gehäuse umläuft. Bisher wurde das Spiralgehäuse so ausgebildet, dass es sich vom Druckraum, an der Ansatzstelle des Druckrohres beginnend, in der Umlaufrichtung des Laufrades stetig spiralförmig erweiterte. Bei dieser Anordnung liegt die Gehäusespirale praktisch nur in einem Punkte nahe am Laufrad.
Um den Verschleiss zu vermindern oder den Wirkungsgrad zu erhöhen, hat man früher bereits vorgeschlagen, das Spiralgehäuse in der Nähe des Druekrohres zunächst konzentrisch nahe dem Umfang des Laufrades entlang zu führen, so dass dieser Gehäuseteil mindestens einen der Schaufelräume des Schaufelrades abschliesst. Man hat auch das Spiralgehäuse mit einem Leitring versehen, der das Laufrad allseitig eng anschliessend umgab, und diesen Leitring mit verschiedenen Durchtrittskanälen für die Flüssigkeit ausgestattet.
Es sind auch Kreiselpumpen bekannt, bei denen das Gehäuse zwischen Druckstutzen und Spirale im Bereich mehrerer Laufradzellen eng anliegt und das Laufrad in den Druckraum hineinragt. Bei diesen Kreiselpumpen liegt jedoch der Druckstutzen durch einen Druckraum mit schrägen Wänden verbunden über dem Laufrad. Eine derartige Pumpe ist nicht in der Lage, die Förderflüssigkeit auf grössere Saughöhe selbst anzusaugen.
Alle diese bekannten Vorrichtungen zeigen jedoch den Nachteil, dass Pumpengehäuse und Saugleitung vor der Inbetriebsetzung mit Wasser gefüllt oder durch besondere Hilfsmittel, wie Ejektoren oder Trockenluftpumpen, entlüftet werden müssen, damit das Wasser in den leeren Saugschlauch und in das Pumpengehäuse strömt. Sie sind also keinesfalls imstande, bei flüssigkeitsleerer Saugleitung anzusaugen, und brauchen ein dicht schliessendes Fussventil am Ende des Saugkorbes. Ausserdem ist bei diesen Pumpen ein Absperrschieber am Druekstutzen erforderlich, der beim Anfahren geschlossen ist und erst nach Erreichung der vollen Drehzahl langsam geöffnet werden darf.
Es sind auch selbstansaugende Pumpen vorgeschlagen worden, bei denen durch eine am Druckstutzen angebrachte Tasche Füllwasser aus dem Druckraum nach den Laufradzellen zur Verdrängung der Luft zugeführt wird. Dabei ist jedoch das Laufrad nicht in den Druckraum vorverlegt, und das Gehäuse liegt nicht konzentrisch eng am Laufradumfang im Bereich mehrerer Laufradzellen an.
Mit dieser Pumpe ist es zwar möglich, eine Saugwirkung zu erzielen, jedoch kann ein grösserer Unterdruck mit dieser Pumpe nicht überwunden werden.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Fig. l zeigt eine Kreiselpumpe nach der Erfindung im Schnitt senkrecht zur Laufradachse durch die Laufradmitte. In Fig. 2 ist zur Gegenüberstellung eine Kreiselpumpe bekannter Bauart dargestellt.
Bei einer gewöhnlichen Kreiselpumpe gemäss Fig. 2 beginnt der das Schaufelrad umgebende spiralförmige Druckraum l'unmittelbar neben dem Druckrohr 2'an der Stelle 3'und schliesst an den Umfang des Laufrades nur mit einem verhältnismässig kurzen Teil an.
Ausserdem liegt der Druckstutzen 2'so, dass die Verlängerung 5'der nach der Laufradmitte zu liegenden inneren Gehäusewandung 6'das Laufrad 7'nicht berührt. Der Saugstutzen selbst ist zentral
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sobald der unterste Punkt dieses waagrechten Sauganschlusses erreicht ist. Man kann also das Pumpengehäuse niemals unabhängig von der Saugleitung gänzlich mit Wasser füllen, sondern immer nur beide zusammen.
Im Gegensatz zu dieser gewöhnlichen Kreiselpumpe nach Fig. 2 ist in Fig. 1 die Kreiselpumpe gemäss der Erfindung dargestellt. In dem Gehäuse 1 befindet sich das Laufrad 7 mit den Schaufeln S.
Dieses Laufrad rotiert in dem Gehäuse in der Pfeilrichtung. Das Gehäuse 1 besitzt einen Einlaufkanal, der oberhalb des Gehäuseoberteiles beginnt und in den axialen Saugmund 15 ausläuft. Hiedurch ist es möglich, das Pumpengehäuse allein und unabhängig von der Saügleitung mit Wasser vollständig zu füllen.
Das Spiralgehäuse 1 liegt an der Verbindungsstelle 3 zwischen Druckrohr 2 und Gehäusewand 9 zunächst auf einer Strecke 3-10 an dem äusseren Umfang des Laufrades 7 eng an, so dass mindestens ein Schaufelraum des Laufrades, in der Zeichnung zwei Schaufelräume 11 und 12 des Laufrades 7, abgeschlossen werden. Bei der Stelle 10 beginnt das Gehäuse in bekannter Weise allmählich sich spiralförmig zu erweitern, bis es in die Druckleitung 2 mündet. Diese Druckleitung 2 wird so gross bemessen oder durch ein senkrechtes Druckrohr 13 so weit vergrössert, dass ein Sammelraum entsteht, der möglichst den gesamten Inhalt des Pumpengehäuses aufnehmen kann.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, schneidet die Verlängerung 14 der nach der Laufradmitte zu liegenden inneren Druckrohrwandung 6 das Laufrad 7 als Sehne (Pfeilhöhe S), u. zw. über höchstens 120 Bogengrade ; die genannte Verlängerung kann jedoch auch annähernd eine Tangente an das Laufrad bilden.
Wird nunmehr vor Inbetriebsetzung das Pumpengehäuse selbst, (nicht die Saugleitung) mit Wasser gefüllt und die Maschine angelassen, so steigt das Füllwasser unter dem Einfluss der Schleuderkraft des Laufrades 7 als Wassersäule in den verlängerten Druckstutzen 2 und 13 und schliesst das Pumpengehäuse 1 gegen den Rückfluss der Aussenluft ab. Die Schleuderkraft des Laufrades hält die
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Bevor eine Schaufel den Punkt 3 des Gehäuses erreicht, schöpft sie Wasser, das den Schaufel- kanal 11, 12 teilweise füllt. Das mitgerissene Wasser wird der erwähnten Wassersäule entnommen, die mit fortschreitender Luftverdünnung im Saugrohr 15 etwas tiefer in das Gehäuse 1 hineinsinkt.
Das in den Schaufelräumen 11, 12 eingeschlossene Wasser wird hinter der Stelle 10 der
Abdeckung 3-10 in den spiralförmigen Gehäuseraum 2 geschleudert, mit dem Ergebnis, dass Luft aus dem Saugraum 15 nachfolgen muss. Das herausgeschleuderte Wasser folgt der Spirale des Gehäuses 1 und wandert in der Richtung der Pfeile nach dem Druckstutzen 2 zu. Ebenso nimmt die aus dem Saug- raum 15 gerissene Luft denselben Weg und entweicht durch die Wassersäule im Druckstutzen 2 in die
Atmosphäre.
An der inneren nach der Pumpenmitte zu gelegenen Kante 3. des Druckstutzens 2 tritt unter dem Einfluss der saugenden Schöpfwirkung der Schaufeln 14', die sieh dem Punkt 3 nähern, ein Rück- strom der Wasserteilchen der Wassersäule ein, und ein Teil des Wassers tritt in die Laufradkanäle 16, 17 ein. Dieses Spiel wiederholt sieh so lange, bis Wasser aus dem Saugrohr 15 angesaugt wird und in das
Gehäuse 1 stürzt. Danach arbeitet die Pumpe wie jede andere Kreiselpumpe.
Solange die Pumpe als Luftpumpe arbeitet, also das Saugrohr entlüftet, kann man beobachten, dass am Punkt 18 während der Ansaugperiode atmosphärischer Druck herrscht, während bei 19 durch das aus den Schaufelkanälen 20, 21 herausgeschleuderte Wasser, dessen Geschwindigkeit hinter der
Kante 10 der Abdeckung in Druck umgesetzt wird, ein Überdruck entsteht.
Die Voraussetzung dieser Wirkung ist das Vorhandensein der Abdeckung 3-10 sowie ein gewisses
Hinausragen des Profils des Laufrades-7 in die Verlängerung des Druekstutzens etwa um das Stück S.
Tritt hingegen die Peripherie 7' (Fig. 2) des Laufrades hinter der inneren Begrenzungslinie 5'des Druck- stutzens 2 zurück, etwa um das Stück p, so wird die Pumpe praktisch nicht mehr als Entlüftungspumpe arbeiten können, weil die Schöpfwirkung der Schaufelräder unterbunden ist.
Die neue Pumpe hat die gleichen Eigenschaften wie eine Kolbenpumpe. Sie saugt und fördert ohne Fussventil oder Rückschlagklappe in der Saugleitung. Zum Anlassen ist der sonst bei Kreisel- pumpen erforderliche Absperrschieber am Druckstutzen überflüssig, denn die Pumpe saugt und fördert gegen eine offene Druckleitung. Gegenüber andern selbstsaugenden Kreiselpumpen hat sie den Vorteil, dass theoretisch richtig ausgebildete Schaufeln und geschlossene Laufräder Verwendung finden können und keine genaue seitliche Dichtung erforderlich ist. Die Pumpe saugt und fördert z. B. noch einwandfrei mit einem Spielraum von 1 mm zwischen den Flanken des Laufrades und dem Gehäuse.
Die Pumpe ist ferner gegen Verunreinigungen genau so unempfindlich und betriebssicher wie jede beliebige Kreisel- pumpe, und die Herstellungskosten sind noch niedriger, weil der Absperrschieber an der Druck- seite fortfällt.
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