Flüssigkeitspumpe mit umlaufendem Zellenrad. Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeits pumpe mit umlaufendem Zellenrad und selbsttätiger Entlüftung.
Flüssigkeitspumpen mit umlaufendem Zellenrad, bei denen das Fördergut nicht allen Radzellen, sondern nur einer beschränk ten Anzahl dieser Zellen durch eine besondere Eintrittsöffnung zugeführt wird, sind schon so ausgebildet worden, dass, sie auch Luft fördern können und daher keine besondere Vorrichtung zum Absaugen der Luft benöti gen, die sich vor der Inbetriebnahme der Pumpe in deren Arbeitsraum und in der Saugleitung befindet.
Diese Wirkung hat man dadurch erreicht, dass die beim An lassen der Pumpe angesaugte Luft, die sich am Boden der Zellen ansammelt, durch den von der Zellenradpumpe selbst erzeugten Druck verdichtet und durch eine Öffnung ins Freie gestossen wird, die auf der Druckseite der Pumpe angeordnet ist. Der zum Aus stossen der Luft erforderliche Druck wird da bei durch eine in der Druckleitung vorhan- dene Flüssigkeitssäule oder durch ein im Druckstutzen a angeordnetes Absperrventil her beigeführt.
Diese Bauart entspricht jedoch nicht den Forderungen, die an den Betrieb von Flüs sigkeitspumpen gestellt werden müssen. Zu nächst kann man die Pumpe nicht anlassen, wenn die Druckseite offen ist, weil zum Aus stossen der angesaugten Luft ein verhältnis mässig hoher Druck am Druckstutzen herr schen muss. Dies lässt sich nur erreichen, wenn man entweder ein. Absperrventil mit Handbedienung oder, bei selbsttätigem Be trieb, ein Kolbenventil mit Feder- oder Ge wichtsbelastung anbringt, das eine sehr ver wickelte Bauart erhalten muss, Störungen ausgesetzt und sehr teuer ist.
Ausserdem wird nicht nur die angesaugte Luft ins Freie ausgestossen, sondern nach beendeter Entlüf tung auch die dann angesaugte Flüssigkeit. Schon bei Wasserförderung ist es meistens lästig, für den Ablauf des ausgestossenen Wassers sorgen zu müssen; denn ein Ab- sperren der Ausstossöffnung beseitigt ja das selbsttätige Entlüften, wenn beim Betrieb Luft, etwa durch Undichtigkeit an der Saug seite der Pumpe oder an der Saugleitung, mit angesaugt wird.
Noch weniger brauchbar sind diese Pumpen für das Fördern von wertvollen oder giftigen Flüssigkeiten, wie sie beispielsweise in chemischen Fabriken vorkommen. Dasselbe gilt für das Fördern von brennbaren Flüssigkeiten, flüssigen Brennstoffen oder Flüssigkeiten, die explo sive Gase erzeugen.
Es ist auch nicht. mög lich, die ausgestossene Luft oder Flüssigkeit dem Druckstutzen wieder zuzuführen, da ihr Druck stets niedriger ist als der jeweils am Druckstutzen herrschende Druck; denn dieser Druck stimmt mit dem Druck am Zellenrad- umfang überein, während die Ausstossöff nung sich am Zellengrund befindet. Aus die sem Grunde ist es besser, die Zellenradpumpe mit einer besonderen Entlüftungspumpe zu verbinden.
Bisher ist aber nur bei voll beaufschlag- ten Zellenradpumpen (also Kreiselpumpen, bei denen das Fördergut allen Radzellen zu geführt wird) die Verwendung einer beson deren Pumpe zur Entlüftung. bekannt ge worden, und zwar hat man die Entlüftungs pumpe zunächst in Reihe zu der Flüssig keitspumpe geschaltet, wobei die Entlüf tungspumpe so in die Saugleitung oder in die Druckleitung der Flüssigkeitspumpe einge schaltet wurde, dass bei Wasserförderung die gesamte von der Kreiselpumpe geförderte Wassermenge durch die Entlüftungspumpe hindurchströmen muss. Die Nachteile dieser Anordnung liegen auf der Hand.
Ebenso ist es bekannt, die Saugleitung der Entlüftungs pumpe an die Saugleitung oder an die Druck leitung der Flüssigkeitspumpe anzuschliessen und die Druckleitung der Entlüftungspumpe ins Freie zu führen. Diese Ausführungsfor men haben aber auch noch den Nachteil, dass die Pumpe nicht bei offener Druckseite an gelassen werden kann, weil die atmosphä rische Luft sonst durch den Druckstutzen hindurch in die Entlüftungspumpe zurück- schlägt. Schliesslich ist es auch bekannt, Entlüf tungspumpen derart parallel zur Flüssig keitspumpe zu schalten,
dass beim Anlassen der Flüssigkeitspumpe die Luft aus dem Saugrohr und dem Saugstutzen der Flüssig keitspumpe abgesaugt und unter Umgehung des Zellenrades nach der Druckseite der Flüs sigkeitspumpe gefördert wird, so dass sie aus dem Druckstutzen der Flüssigkeitspumpe aus gestossen wird. Hierbei muss auch verhindert werden, dass die geförderte Luft von der Druckseite bis zur Saugseite der Flüssig keitspumpe zurückschlägt, und die Entlüft- tungspumpe muss die gleiche Förderhöhe überwinden können wie die Flüssigkeits pumpe, so dass der Wirkungsgrad der Flüs sigkeitspumpe samt Entlüftungspumpe sehr tief sinkt.
Soll dies vermieden werden, dann muss die. zum Beispiel als Wasserringpumpe ausgebildete Luftpumpe nach dem Ansaugen entweder entleert oder ganz stillgesetzt wer den. damit der Kraftbedarf der Anlage her abgesetzt wird. Die Entleerung der Luft pumpe ist insbesondere dann erforderlich, wenn man Kreiselpumpe und Luftpumpe in einem gemeinsamen Gehäuse vereinigt, wäh rend man bei getrennter Anordnung der bei den Pumpen die Luftpumpe besonders still setzen kann; aber die beiden Massnahmen be dingen sehr verwickelte und somit teuere Bauarten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitspumpe mit um laufendem Zellenrad und selbsttätiger Ent lüftung zu schaffen, die auch bei offener Druckseite anlaufen kann, ohne dass ein Aus stoss von Flüssigkeit ins Freie stattfindet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Flüs sigkeitspumpe mit umlaufendem Zellenrad und selbsttätiger Entlüftung gemäss der Er findung mit einer Eintrittsöffnung für das Fördermittel versehen, die sich nur über einen begrenzten Sektor des Arbeitsraumes des Zellenrades erstreckt, sowie mit einer Luftabsaugeöffnung, durch welche an einer ausserhalb des vorgenannten Sektors liegen den Stelle die in den Radzellen sich an sammelnde Luft entfernt wird, und zwar mit Hilfe einer besonderen Entlüftungspumpe,
deren Saugleitung an die Luftabsaugeöff- nung angeschlossen ist. Die Drucköffnung der Entlüftungspumpe kann zweckmässiger- @v eise mit der Druckseite bezw. mit dein Druckstutzen der Zellenradpumpe verbunden sein.
Die Erfindung lässt sich sowohl bei teil- iveise beaufschlagten Kreiselpumpen, als auch bei andern Flüssigkeitspumpen mit umlaufen dem Zellenrad anwenden, zum Beispiel bei Flügelradpumpen mit Druckerhöhungskanal bezw. Druckerhöhungskanälen.
Die Erfindung ergibt die Möglichkeit, die Flüssigkeitspumpe und die Entlüftungs pumpe mit gemeinsamem Antrieb zu ver sehen, ohne dass es irgendwelcher besonderer Hilfsmittel bedarf, um eine merkliche Her absetzung des Wirkungsgrades der Flüssig keitspumpe samt Entlüftungspumpe zu ver meiden, wenn die Flüssigkeitsförderung ein gesetzt hat.
In der Zeichnung sind drei Ausführungs beispiele des Erfindiuigsgegenstandes darge stellt, und zwar zeigen die Fig. 1 und 2 zwei zueinander senkrecht stehende, längs den Li nien I -I und II-II verlaufende Vertikal schnitte des einen Beispiels, während die Fig. 3 und 4 bezw. 5 und 6 je ein weiteres Beispiel in analogen Schnitten veranschau lichen.
In allen Figuren sind gleiche oder zuein ander entsprechende Teile mit gleichen Be zugszeichen versehen.
GemäR\ Fig. 1 und 2 befindet sich in dem Gehäuse<I>a</I> das Zellenrad<I>b.</I> Das Fördermittel wird durch den Saugstutzen g der Sauglei tung und durch den zylinderförmigen Raum d bezw. durch die Eintrittsöffnung e in dem feststehenden rohrförmigen Teil feiner be grenzten Anzahf der Zellen des Rades b zu geführt.
Die Entlüftungsleitung la ist mit der Luftabsaugeöffnung hl im rohrförmigen Teil f verbunden und führt zu der Saugöffnung i, der Entlüftungspumpe i beliebiger Bauart.
Die Drucköffnung i, dieser Pumpe ist durch eine Leitung k bezw. durch eine Öffnung<B>k,</B> mit der Druckseite der Flüssigkeitspumpe bezw. mit dem Druckstutzen c verbunden. Die Entlüftungspumpe i kann beispielsweise als Wasserringpumpe gebaut und beliebig neben der Flüssigkeitspumpe angeordnet oder mit dieser zusammengebaut sein. Die Ar beitsweise der Flüssigkeitspumpe selbst wird als bekannt vorausgesetzt; es wird weiter an genommen, dass Wasser gefördert werden soll.
Beim Anlassen der teilweise wasserge füllten Flüssigkeitspumpe bei offener Druck seite und leerer Saugleitung wird zunächst das Wasser zwar aus den Radzellen heraus geschleudert, aber es verbleibt infolge der Schwerkraft in dem ausserhalb des Radum fanges angeordneten Druckerhöhungskanal und schliesst die Radzellen gegeneinander und gegen den offenen Druckstutzen ab. Dieser kann auch zur Sicherheit gegen Eindringen von Luft mit einer nicht abgebildeten Rück schlagklappe unter der Öffnung k1 versehen sein.
Beim Anlassen der Flüssigkeitspumpe wird auch die Entlüftungspumpe angelassen, die sofort die Luft aus den wasserleeren Tei len der Radzellen durch die Luftabsaugeöff- nung h, bezw. Leitung h absaugt und durch die Leitung k bezw. Öffnung k1 in den Druckstutzen c ausstösst.
Diese ausgestossene Luft wird durch die hier angeschlossene Druckleitung weitergeleitet, während die nach der Eintrittsöffnung e zurückkehrenden Zellen sich durch diese Öffnung e wieder mit neuer Luft aus der Saugleitung füllen, bis nach beendigter Entlüftung nunmehr Wasser durch die Eintrittsöffnung e angesaugt und in bekannter Weise von dem Zellenrad durch den Druckerhöhungskanal 1 und die Aus- trittsöffnung n zum Druckstutzen c geför dert wird.
Die Entlüftungspumpe fördert nun eine geringe Menge Wasser nach dem Druck stutzen, aber da sie hierbei annähernd nur den verhältnismässig kleinen Druckunter schied zwischen Zellengrund und Zellenrarl- umfang überwinden muss, so kann sie ent sprechend kleine Abmessungen erhalten und sehr billig hergestellt werden.
Da bei der Wasserförderung ständig ein kräftiger Was serstrahl unter Druck durch die Luitab- saugeöffnung hl der Flüssigkeitspumpe in die Saugöffnung der Entlüftungspumpe ein- ciringt und versucht, das Rad der Entlüf tungspumpe zu drehen, benötigt diese nur sehr wenig Antriebskraft, so dass der Wir kungsgrad der Flüssigkeitspumpe samt Ent lüftungspumpe nur wenig sinkt.
Während des Betriebes etwa mitangesaugte Luft, die sich am Zellengrund von dem Wasser ab scheidet, wird fortlaufend durch die Öffnung 1r.1 von der Entlüftungspumpe i abgesaugt.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Pumpe ist seitlich des Zellenrades b und ausserdem am Umfange des Rades mit Druck erhöhungskanälen<I>m</I> und<I>l</I> versehen. Die Ent lüftungspumpe i ist als Wasserringpumpe ausgebildet und mit dem Gehäuse der Flü- gelradpumpe zusammengebaut dargestellt. Die Arbeitsweise ist im wesentlichen die glei che wie bei der Pumpe gemäss Fig. 1 und 2. Die Pumpe nach Fig. 3 und 4 besitzt die gleichen Vorteile wie die zuerst beschriebene Pumpe. Hierzu kommen noch die im folgen den beschriebenen Abweichungen mit deren Vorteilen.
Bei den in Fig. 3 bis 6 dargestell ten zwei Ausführungsformen ist die Ein trittsöffnung e und die Luftabsaugeöffnung h, der Flüssigkeitspumpe seitlich neben dem Zellenrad angeordnet und die an der Druck seite der Entlüftungspumpe vorgesehene Lei tung bezw. der entsprechende Raum k stellt durch eine obere, für den Luftaustritt, vorge sehene enge Öffnung k, und eine untere, für das mitangesaugte Wasser angeordnete weite Öffnung k2 mit der Druckseite der Flüssig keitspumpe in Verbindung.
Hierdurch wird erreicht. dass etwa mitangesaugter Schmutz sich nicht in dem Raum k ablagert, sondern ständig durch die Öffnung k, fortgespült wird.
Die Luftabsaugeöffnung h, kann statt mit einer auch gleichzeitig mit mehreren Radzellen in Verbindung stehen. Ihre Lage kann ferner in radialer Richtung mit Öff nung k2 oder mit der Austrittsöffnung n des Fördermittels aus dem Arbeitsraum der Flüssigkeitspumpe übereinstimmen oder nach Bedarf in der Drehrichtung vor oder hinter diese Öffnung verlegt werden. Sie kann ferner in mehrere Öffnungen unterteilt wer- den und weiter unmittelbar mit der Saugöff nung il der Entlüftungspumpe zusammen fallen.
Wird wie Fig. 5 und 6 zeigen, das Zellen rad L mit einem Mantel versehen, dann findet das geförderte Wasser auf dem Wege von den Austrittsöffnungen n nach dem Druck stutzen c durch den Austrittskanal o weniger Reibungswiderstand, als dies bei bekannten Kanälen mit nur feststehenden Wänden der Fall ist, weil der mitlaufende Radmantel die gleiche Bewegungsrichtung hat wie das Was ser im Kanal o und die Geschwindigkeiten dieses Wassers und des Radmantels nicht weiter auseinanderliegen. Um den übrigen,
den Kanal o nicht begrenzenden Teil des Radmantels ist ein Umfangskanal o1 vorge sehen, dessen eines Ende mit dem Druck stutzen c und dessen anderes Ende mit den Austrittsöffnungen n des Arbeitsraumes der Flüssigkeitspumpe verbunden ist. Die Zellen radpumpe lässt sich natürlich auch mit nur einem Druckerhöhungskanal m herstellen.