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Selbstansaugende Kreiselpumpe
Die Erfindung betrifft eine selbstansaugende Kreiselpumpe mit Spiralgehäuse und derart angeordnetem
Saug-und Druckstutzen, dass das Gehäuse nach dem Stillsetzen der Pumpe mit Förderflüssigkeit gefüllt bleibt, welche Flüssigkeit nach dem Anlassen bei teilweiser Beaufschlagung des Saugmundes des Laufra- des einen Hilfskreislauf bildet, der die Luft in einen vor dem Druckstutzen angeordneten Luftabscheide- raum fördert, wobei der Hilfsflüssigkeitskreislauf durch eine im Rücklaufkanal vorgesehene Absperrenrichtung abschaltbar ist.
Es ist bekannt, Kreiselpumpen so auszubilden, dass diese während des Anlassens imstande sind, das Fördermedium durch Evakuieren der Saugleitung selbst anzusaugen. Bei der Gestaltung kommt es darauf an, mit geringstem Aufwand kürzeste Ansaugzeiten und optimale Leistungen der im Betrieb befindlichen Kreiselpumpe zu gewährleisten. Für den erstmaligen Ansaugvorgang ist Hilfsflüssigkeit aufzufüllen, die dann beim Stillsetzen in der Kreiselpumpe aufgespeichert wird. Durch den innerhalb der in Betrieb ge- nommenen Kreiselpumpe geschaffenen Hilfs-Kreislauf wird das Absaugen der Luft aus der Saugleitung bewirkt. Dieser Kreislauf der Hilfsflüssigkeit ist mit dem Beginn der normalen Förderung-wie bekannt- auch abschaltbar.
Bekannt ist an selbstansaugendenKreiselpumpen mit Spiralgehäuse die Anordnung von Hohlschaufeln am Laufrad und die Verbindung des Anfanges der Gehäusespirale mit dem in den Druckstutzen einmündendenEnde der Gehäusespirale mittels einer Durchlassöffnung. Durch die Hohlschaufeln, die radial nach aussen offen und durch Bohrungen in der Deckscheibe des Laufrades mit dem Innern des Gehäuses verbunden sind, wird die Luft über eine am höchsten Punkt der Saugleitung angeschlossene Umgehungsleitung aus der Saugleitung abgesaugt und durch Verwirbelung mit dem umlaufenden Hilfsflüssigkeitsring zum Druckstutzen gefördert. Die Hilfsffüssigkeitsmenge stellt sich nach dem Stillsetzen der Kreiselpumpe durch die Formgebung des Gehäuses und den Anschluss der Saugleitung am Gehäuse nach dem entsprechenden Flüssigkeitsspiegel gleichbleibend ein.
Die Betriebssicherheit dieser Ausführung ist wegen Zusetzung der engen Hohlräume fraglich. Mit diesem Ansaugprinzip können hohe Ansaugleistungen nicht erreicht werden und die Ausbildung des Laufrades mit Hohlschaufeln beeinträchtigt den Wirkungsgrad nachteilig und erschwert die Fertigung.
Als Selbstansaugeeinrichtung an Kreiselpumpen mit spiralförmigem Gehäuse ist auch ein in den Saugmund des Laufrades hineinragender Schieber bekannt, der im Gehäuse axial zum Laufrad verstellbar geführt wird. Der Schieber ist hohlförmig ausgebildet und hat Kanäle zur Verbindung der Saugleitung mit dem Laufrad sowie für den Austritt der durch den vom Umlaufring der Hilfsflüssigkeit über den Saugmund des Laufrades verdrängten Luft. Der Austritt der Luft aus dem Gehäuse ist entweder durch ein Rückschlagventil oder durch eine Steuerfläche des verstellbaren Schiebers verschliessbar. Bei schräg zum Saugmund einmündender Saugleitung ist der Schieber so weit zu verstellen, dass dieser während der Förderung die Saugströmung nicht stört.
Diese Selbstansaugeeinrichtung erfordert besondere Abdichtungen zwischen dem Schieber und seiner Führung im Gehäuse, wenn kurze Ansaugzeiten erreicht werden sollen. Der Aufwand für den verstellbaren Schieber ist relativ gross. Da die Luft oder das abgesaugte Gas aus der Pumpe austreten, sind bei giftigen Gasen besondere Vorkehrungen erforderlich.
Bei Stufen-Kreiselpumpen ist esbekannt, eine Selbstansaugeeinrichtung so auszuführen, dass im Saugstutzen nach oben gerichtete Rippen den axialen Laufradeintritt teilen in zwei Kanäle für die Hilfsflüssig-
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nach innen verlaufenden Kanal der zweiten Beaufschlagungsstelle zugeführt und die mitgeförderte Luft scheidet sich in einem druckseitig angeordneten Luftabscheideraum aus. Der Umlauf der Hilfsflüssigkeit ist durch Ventile, die den Druckstutzen mit dem Saugstutzen verbinden, abschaltbar. Eine optimale Ansaugleistung lässt sich mit dieser Ausbildung nicht erreichen, da die Strömung während des Ansaugens innerhalb der Fördereinrichtung ungünstig verläuft und im Betriebszustand erhebliche Verluste entstehen, die den Wirkungsgrad ungünstig beeinflussen.
Eine weitere bekannte Ausführung, bei der die Luft und die Hilfsflüssigkeit dem Laufrad in abwechselnder Folge in Teilmengen zugeführt wird, hat einen in den Saugmund des Laufrades hineinragenden, mittels Zahnrad in axialer Richtung verschiebbaren Kolben, der einen Hilfssaugraum mit einer Zuflussöffnung für die Hilfsflüssigkeit und zwei das Laufrad beaufschlagende Austrittsöffnungen aufweist. Der volle Laufradeintritt wird durch Verschieben des Kolbens in Richtung "vom Laufrad weg" freigegeben und gleichzeitig unterbricht der Kolben in dieser Stellung den Kreislauf der Hilfsflüssigkeit, indem die Zuflussöffnung in den Hilfssaugraum durch die Gehäusewand abgedeckt wird.
Nachteilig ist bei dieser Ausführung, dass durch den in den Saugmund des Laufrades hineinragenden Kolben dem Laufrad kein optimales Verhältnis Da : Di gegeben werden kann, wodurch der hydraulische Wirkungsgrad verschlechtert und die Saug- fähigkeit des Laufrades verkleinert wird. Durch das mehr oder weniger Ineinanderfliessen der zwei Ströme der Hilfsflüssigkeit und der zwei Luftströme im Leitapparat ist die Ansaugfähigkeit der Luft und auch das Ausscheiden der Luft im Übergang zum Druckkanal ungünstig, so dass kurze Ansaugzeiten nicht zu erreichen sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Beaufschlagung des Laufrades mit Hilfsflüssigkeit und die Luftabscheidung so zu gestalten, dass eine kürzere Ansaugzeit erreicht, ein hoher Wirkungsgrad im Betriebszustand gewährleistet und die optimale Auslegung des Laufrades ermöglicht wird.
Erfindungsgemäss wird das dadurch erreicht, dass der Saugraüm vorwiegend im Bereich des Saugmundes des Laufrades in einen lufterfüllten Raum und in einen Flüssigkeitsraum geteilt wird, derart, dass die nur über einen Teil des Umfanges des Saugmundes die Laufradzellen beaufschlagende Flüssigkeit eine Hilfsflüssigkeitsspirale 8 bildet, welche die Luft in die Laufradzellen ansaugt, aus diesen verdrängt und dem Druckkanal derart zu- führt, dass diese Spirale mit ihrer äusseren Begrenzung auf die Zunge 24 des Spiralgehäuses auftrifft, wodurch die in der Spirale eingeschlossene Luft in den Druckkanal 19 ausgestossen wird.
Eine zweckmässige Ausbildung der Erfindung besteht darin, dass eine in den Saugmund des Laufrades bis zu den Schaufeln hineinragende, mit dem Gehäuse fest verbundene Trennwand angeordnet ist, die eine Öffnung mit Ventilsitz aufweist, die dem Ventilsitz einer im Gehäuse angeordneten Verbindungsöffnung mit dem Rücklaufkanal achsgleich gegenüberliegend durch den Kegel eines Ventiles verschliessbar ist.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist gegeben, indem eine in den Saugmund des Laufrades bis zu den Schaufeln hineinragende, zum Pumpengehäuse verschiebbare Trennwand angeordnet ist, mit der der Umlauf der Hilfsflüssigkeit an der Verbindungsöffnung mit dem Rücklaufkanal absperrbar ist.
Eine besonders einfache und rationelle Ausbildung nach der Erfindung wird dadurch erreicht, dass der lufterfüllte Teil des Saugraumes gegenüber dem Flüssigkeitsraum im Bereich des Saugmundes des Laufrades während des Anlassens durch den Spiegel 4 der Hilfsflüssigkeit abgegrenzt ist.
Erfindungsgemäss wird im Zusammenhang mit der neuen Gestaltung der Leitvorrichtung vor dem Saugmund'des Laufrades zur bestmöglichen Ausscheidung der angesaugten Luft der Luftabscheideraum so ausgebildet, dass derDruckkanal im Bereich vor dem Druckstutzen einen nach der dem Innern der Pumpe zugekehrten Begrenzungswand axial und radial erweiterten Querschnitt aufweist.
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen : die Fig. 1 und 2 eine selbstansaugende Kreiselpumpe mit einer feststehenden Trennwand im Bereich des Saugmundes des Laufrades und mit vor dem Druckstutzen angeordnetem Luftabscheideraum, die Fig. 3 und 4 eine selbstansaugende Kreiselpumpe mit einer im Bereich des Saugmundes des Laufrades verschiebbaren Trenn- wandundeinererfindungsgemässenLuftabscheidungvor dem Druckstutzen und die Fig. 5 und 6 eine selbstansaugende Kreiselpumpe mit einer erfindungsgemässen Luftabscheidung vor dem Druckstutzen, bei der der lufterfüllte Raum des Saugraumes gegenüber dem Flüssigkeitsraum durch den Spiegel der Hilfsflüssigkeit abgegrenzt ist.
Nach Fig. 1 und 2 ist im Saugraum 1 der Pumpe vor dem Saugmund des Laufrades 6 im Pumpengehäuse 14 eine feste Trennwand 2 mit einer Leitfläche 21 angeordnet. Die Hilfsflüssigkeit wird vom Laufrad 6 aus dem Saugraum 1 angesaugt, wobei im Bereich des Eintrittsquerschnittes 20 die Zellen 5 bei einer Umdrehung des Laufrades 6 nur einmal beaufschlagt werden. Die im Laufrad
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sich bildende Hilfsflüssigkeitsspirale 8 schliesst die vom Saugstutzen 18 über den Eintrittsquerschnitt 9 angesaugte Luftspirale 10 mit ihrer inneren Begrenzung ein und die äussere Begrenzung trifft auf die Spitze 24 der Zunge des Spiralgehäuses 7 auf. In dem Luftabscheideraum 15 vor dem Druckstutzen 13 und im Druckkanal 19 scheidet sich die Luft aus und die Hilfsflüssigkeit wird über denRücklaufkanal 11 dem Saugraum l wieder zugeführt.
In der Trennwand 2 ist eine Öffnung 22 einer im Pumpengehäuse 14 befindlichen Eintrittsöffnung 23 des RUcklaufkanales 11 axial gegen- überliegend angeordnet. Die Öffnung 22 und die Eintrittsöffnung 23 weisen Ventilsitze auf, die durch die Kegel eines Ventiles 16 verschliessbar sind. Bei geschlossener Eintrittsöffnung 23 und damit freigegebener Öffnung 22 ist der Umlauf der HilfsflUssigkeit gesperrt und das Fördermedium tritt durch die Öffnung 22 in die untere Hälfte des Saugraumes l ein. Während des Ansaugvorganges ist die Öff- nung 22 vom Ventil 16 zur Trennung der Luft von der Hilfsflüssigkeit geschlossen und damit die Öff- nung 23 freigegeben.
Nach Fig. 3 und 4 ist im Bereich des Saugmundes des Laufrades 6 eine verschiebbare Trennwand 3 angeordnet, die bei ihrer in den Saugmund hineinragenden Stellung den Umlauf der Hilfsflüssigkeit freigibt und in herausgezogener Stellung diesen absperrt. Zur leichteren Ausscheidung der Luft weist der Druckkanal 19 im Bereich vor dem Druckstutzen 13 an der nach dem Innern der Pumpe zugekehrten Begrenzungswand einen axial und radial erweiterten Querschnitt 12 auf, so dass die Luft in den Druckstutzen austreten kann.
Nach Fig. 5 und 6 ist zur Teilung des Saugraumes vorwiegend im Bereich des Saugmundes des Laufrades 6 in einen lufterfüllten Raum und in einen Flüssigkeitsraum der lufterfüllte Raum gegenüber dem Flüssigkeitsraum durch den Spiegel 4 der Hilfsflüssigkeit abgegrenzt und der Umlauf der Hilfsflüssigkeit wird von einem Schleppventil 17 selbsttätig geschlossen und geöffnet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selbstansaugende Kreiselpumpe mit Spiralgehäuse und derart angeordneten Saug- und Druckstutzen, dass das Gehäuse nach dem Stillsetzen der Pumpe mit Förderflüssigkeit gefililt bleibt, welche Flüssigkeit nach dem Anlassen bei teilweiser Beaufschlagung des Saugmundes des Laufrades einen Hilfskreislauf bildet, der die Luft in einen vor dem Druckstutzen angeordneten Luftabscheideraum fördert, wobei der Hilfsflüssigkeitskreislauf durch eine im Rücklaufkanal vorgesehene Absperreinrichtung abschaltbar ist,
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