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Einrichtung zur Entlüftung einer Kreiselpumpe während des Betriebes
Kreiselpumpen zur Förderung von Flüssigkeiten arbeiten nur dann einwandfrei, wenn in das Saugrohr keine Luft eindringen kann, denn in einem solchen Fall wurde sich in der Pumpe ein Luftpolster bilden, und dieser würde eine weitere Förderung von Flüssigkeit durch die Pumpe verhindern. Soll eine Kreiselpumpe dazu verwendet werden, schaumhaltige Flüssigkeiten zu fördern, so lässt es sich nicht vermeiden, dass sich infolge der Entmischung durch das Schaufelrad ein Luftpolster in der Pumpe bildet und den Betrieb behindert. Es muss dann von Zeit zu Zeit mittels eines Entlüftungshahnes od. dgl. die Pumpe entlüftet werden, bis sie wieder ganz mit Flüssigkeit gefüllt ist.
Auch beim Fördern schaumfreier Flüssigkeiten gelangt Luft in die Pumpe, wenn der Zulauf unregelmässig und mit Unterbrechungen erfolgt, so dass die Pumpe nach jeder Zulaufunterbrechung stillgesetzt und entlüftet werden muss.
Bei einer bekannten selbstansaugenden Kreiselpumpe soll die in der Saugleitung sich befindende Luft von einer hochgelegenen Stelle eines im Pumpengehäuse vorgesehenen Speicherraumes mittels eines in unmittelbarer Nähe des Schaufelrades ausmündenden Rohres in die Eintrittszone des Schaufelrades gebracht werden, wo sie zusammen mit der Förderflüssigkeit abgefördert wird, also im Flüssigkeitsstrom verbleibt.
Demgegenüber soll mit der Einrichtung nach der Erfindung die Luft aus der Pumpe und aus der Flüssigkeit selbsttätig während des Betriebes abgeführt werden. Bei einer Kreiselpumpe, der die Förderflüssigkeit aus einem höher gelegenen Behälter zufliesst, sieht die Erfindung zur Lösung der Aufgabe vor, dass das äussere Ende des in unmittelbarer Nähe der Schaufelradachse mündenden Entlüftungsrohres höher liegt als der Flüssigkeitsspiegel im Behälter. Mittels des Schaufelrades wird die schaumhaltige Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft entmischt und die Luft, die nach innen zur Schaufelradnabe wandert, kann durch das Entlüftungsrohr abgeführt werden. Zufolge des hochgelegenen Endes des Entlüftungsrohres kann die Flüssigkeit auch bei stillstehender Pumpe nicht auslaufen.
Soll die Pumpe die Förderflüssigkeit aus einem tiefer gelegenen Behälter ansaugen, dann wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das hochgelegene Ende des Entlüftungsrohres an einen z. B. bei Zuckerfabriken immer vorhandenen Vakuumraum angeschlossen. Hiebei ist in das Entlüftungsrohr ein Absperrventil eingebaut, das beispielsweise mittels eines mit einem Schwimmer auf der Förderflüssigkeit im Saugbehälter verbundenen Gestänges geschlossen wird, sobald der Flüssigkeitsspiegel in diesem Behälter unter das Ende des Saugrohres absinkt. Diese Massnahme ist erforderlich, damit in diesem Fall der Unterdruck im Vakuumraum erhalten bleibt.
Durch die Erfindung erübrigen sich beim Fördern von Flüssigkeiten die sonst auf der Saugseite üblichen Pufferkästen, deren Flüssigkeitsstand über einen Schwimmer durch eine Drossel oder ein Doppelsitzventil in der Druckleitung konstant gehalten wird, um das Eindringen von Luft in-die Pumpe zu verhindern.
Die Erfindung ermöglicht auch die periodische Entschäumung einer langen Saugleitung über einen Kondensator sowie die Trennung zweier Flüssigkeiten von verschiedener Wichte, wobei die schwerere Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft im Laufrad nach aussen geschleudert wird, während sich die leichtere Flüssigkeit an der Laufradnabe sammelt und durch die in den vorher beschriebenen Fällen als Entlüftungsrohr dienende Leitung abfliesst.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen Fig. 1 die Entlüftungseinrichtung an einer Pumpe mit Zulaufhöhe, Fig. 2 die Einrichtung an einer Pumpe mit Saugrohr, Fig. 3 und 4 andere Ausführungsformen des am Saugrohr befindlichen Endes des Entlüftungsrohres, Fig. 5 eine Entschäumungseinrichtung für lange Saugrohre durch Absaugen und Fig. 6 eine Enrichtung zum Trennen zweier Flüssigkeiten verschiedener Wichte.
Nach Fig. 1 wird die aus der Leitung 1 kommende schaumhaltige Flüssigkeit 2 in dem Vorratsbehälter 3 gespeichert. Aus diesem läuft sie durch das Saugrohr 4 der Kreiselpumpe 5 zu und wird von dieser in die Leitung 6 gefördert, die ein Rückschlagventil 6a enthalten kann. Durch die bei der Drehung des Schaufelrades 7 der Pumpe 5 wirksame Zentrifugalkraft wird die schaumhaltige Flüssigkeit entmischt, wobei die Luft infolge ihrer geringen Wichte zur Nabe 7a des Schaufelrades 7 wandert und durch das Ent- lüftungsrohr 8 ins Freie gedrückt wird. Das obere Ende des Entlüftungsrohres 8 ist so gekrümmt, dass aus dem Saugrohr 4 mitgerissener Schaum wieder in den Behälter 3 zurücktropft.
Nach Fig. 2 saugt die Kreiselpumpe 5 im Gegensatz zu Fig. 1 durch das Saugrohr 4 die schaumhaltige Flüssigkeit 2 aus dem tiefer gelegenen Behälter 3 an. Das Entlüftungsrohr 8 ist an ein Gefäss 9 angeschlossen, in dem stets ein grösserer Unterdruck herrscht als im Saugrohr 4, so dass die aus dem Schaum ausgeschiedene Luft in dieses Gefäss 9 strömt. In dem Entlüftungsrohr 8 ist das regelbare Absperrventil 10 angeordnet, das durch das Gestänge 11 mit dem von der im Sammelbehälter 3 befindlichen Flüssigkeit 2 getragenen Schwimmer 12 verbunden ist. Das Ventil 10 wird mittels des Schwimmers 12 so gesteuert, dass es in dem Augenblick das Entlüftungsrohr 8 absperrt, in welchem der Flüssigkeitsspiegel am Behälter 3, beispielsweise durch Ausbleiben des Flüssigkeitsstromes aus der Leitung 1, fast bis zum unteren Ende des Saugrohres 4 abgesunken ist.
Beim Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels im Behälter 3 wird durch das Schwimmergestänge 11 das Ventil 10 wieder geöffnet und die im Saugrohr 4 eventuell befindliche Luft abgesaugt. Das ist deshalb möglich, weil der Pumpenkörper 5 nach der Saugseite durch die Flüssigkeit 2 im Behälter 3 und nach der Druckseite durch die über dem Rückschlagventil 6a stehende Flüssigkeitssäule von der Aussenluft abgeschlossen ist. Das Entlüftungsrohr 8 ist von unten in das Gefäss 9 eingeführt, damit allenfalls mitgerissene Flüssigkeit wieder in die Pumpe 5 zurücklaufen kann.
Nach den Fig. 3 und 4 ist das Ende des Entlüftungsrohres 8 im Saugrohr 7 erweitert ausgebildet und umschliesst teilweise die Nabe 7a des Schaufelrades 7.
Nach Fig. 5 ist die Pumpe 5 durch das Saugrohr 4 mit dem Behälter 3 verbunden, der ein Rührwerk 3a aufweist und in den die Zulaufrohr 1 und la münden. Das Entlüftungsrohr 8 ist über das Ventil 8a mit der Vorlage 6b verbunden ; diese steht über die mit dem Ventil 13a versehene Leitung 13 mit dem Behälter 3, über die mit dem Ventil 14a versehene Leitung 14 mit einem nicht gezeichneten Vakuumraum, z. B. einem Kondensator, und über die mit dem Ventil 15a versehene Leitung 15 mit der Aussenluft in Verbindung. Zwischen den Einmündungen der Rohre 8 und 14 ist im Inneren der Vorlage 6b eine Prallwand 16 angeordnet, die verhindert, dass aus dem Rohr 8 angesaugter Schaum in die Vakuumleitung 14 mitgerissen wird.
Entsteht durch Vermischung der durch die Zulaufrohre 1, la in den Behälter 3 einströmenden Flüssigkeiten mittels des Rührwerkes 3a eine schaumige Mischung, so wird bei Störungen im Zulauf das Saugrohr 4 mit Schaum angefüllt. Dadurch kann keine Mischung mehr aus dem Behälter 3 ablaufen. In diesem Fall wird die Vorlage 6b durch Öffnen des Ventils 14a mit dem Vakuumraum verbunden und durch Öffnen des Ventils 8a die Saugleitung 4 und die Pumpe 5 durch das Entlüftungsrohr 8 entlüftet.
Sobald an einem neben der Vorlage 6b angebrachten, in den Stromkreis des Pumpenmotors eingebauten Ampèremeter 17 die Normalbelastung des Pumpenmotors festgestellt wird, werden die Ventile 8a und 14a geschlossen und die allenfalls mitgerissene, durch die Prallwand 16 abgeschiedene Flüssigkeit durch Öffnen der Ventile 13a und 15a über die Leitung 13 in den Behälter 3 abgelassen.
Die beschriebene erfindungsgemässe Einrichtung ist besonders in der Zuckerindustrie bei der Vor- und Hauptscheidung, wo sich häufig, insbesondere bei der Verarbeitung zersetzter Rüben, Schaum bildet, zur Aufrechterhaltung des kontinuierlichen Betriebes geeignet.
Nach Fig. 6 steht die Pumpe 5 über die mit dem Ventil 4a versehene Saugleitung 4 mit dem Behälter 3, über die mit dem Ventil 6a versehene Druckleitung 6 mit dem Behälter 3a und über das mit dem Ventil 8c versehene Rohr 8b mit dem Behälter 3b in Verbindung. Aus dem Behälter 3 fliesst der Pumpe 5 durch das Saugrohr 4 ein Gemisch zweier spezifisch verschieden schwerer Flüssigkeiten zu und wird vom Laufrad der Pumpe 5 entmischt. Die spezifisch leichtere Flüssigkeit sammelt sich an der Nabe des Pumpenlaufrades und fliesst durch das Rohr 8b in den Behälter 3b, wogegen die schwerere Flüssigkeit im Pumpenlaufrad nach aussen geschleudert und durch das Rohr 6 in den Behälter 3a gefördert wird. Die Ventile 6a und 8c dienen zur Regelung der Abflussmengen und damit der Konzentrationen der zu trennende : beiden Flüssigkeiten.