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.
Liquid pump with rotating cell wheel. The invention relates to a liquid pump with a rotating cell wheel and automatic ventilation.
Liquid pumps with a rotating cell wheel, in which the material to be conveyed is not fed to all wheel cells, but only to a limited number of these cells through a special inlet opening, have already been designed so that they can also convey air and therefore no special device for suctioning the air which are located in the working area and in the suction line before the pump is started up.
This effect is achieved by the fact that the air sucked in when the pump is started, which collects at the bottom of the cells, is compressed by the pressure generated by the rotary pump itself and pushed into the open through an opening located on the pressure side of the pump is. The pressure required to expel the air is provided by a column of liquid in the pressure line or by a shut-off valve arranged in the pressure port a.
However, this design does not meet the requirements that must be placed on the operation of liquid pumps. At first, the pump cannot be started when the pressure side is open, because a relatively high pressure must prevail at the pressure port to expel the sucked in air. This can only be achieved if you have either one. Shut-off valve with manual operation or, with automatic Be operating, a piston valve with spring or Ge weight load attaches, which must receive a very ver wrapped design, exposed to interference and very expensive.
In addition, not only is the air sucked out into the open air, but also the liquid sucked in after the venting is complete. Even when pumping water it is usually annoying to have to ensure that the discharged water runs off; after all, blocking the discharge opening eliminates the automatic venting if air is sucked in during operation, for example due to a leak on the suction side of the pump or on the suction line.
These pumps are even less useful for pumping valuable or poisonous liquids, such as those found in chemical factories. The same applies to the pumping of flammable liquids, liquid fuels or liquids that generate explosive gases.
It is not either. possible, please include to feed the expelled air or liquid back to the pressure port, since its pressure is always lower than the pressure prevailing at the pressure port; because this pressure corresponds to the pressure on the cell wheel circumference, while the discharge opening is located on the cell base. For this reason it is better to combine the rotary pump with a special vent pump.
So far, however, a special pump has only been used for venting with fully loaded cellular wheel pumps (ie centrifugal pumps in which the material to be conveyed is fed to all wheel cells). known ge, namely one has initially connected the vent pump in series with the liquid keitspumpe, whereby the vent pump was switched into the suction line or the pressure line of the liquid pump so that when pumping water, the entire amount of water delivered by the centrifugal pump through the Bleeding pump must flow through. The disadvantages of this arrangement are obvious.
It is also known to connect the suction line of the vent pump to the suction line or to the pressure line of the liquid pump and to lead the pressure line of the vent pump into the open. However, these embodiments also have the disadvantage that the pump cannot be left on when the pressure side is open, because the atmospheric air would otherwise strike back through the pressure connection into the venting pump. Finally, it is also known to connect vent pumps in parallel with the liquid pump in such a way that
that when the liquid pump is started, the air is sucked out of the suction pipe and the suction nozzle of the liquid and is pumped to the pressure side of the liquid pump, bypassing the cell wheel, so that it is pushed out of the pressure nozzle of the liquid pump. It must also be prevented that the pumped air hits back from the pressure side to the suction side of the liquid pump, and the venting pump must be able to overcome the same delivery head as the liquid pump, so that the efficiency of the liquid pump and the venting pump drops very low.
If this is to be avoided, then the. For example, air pump designed as a water ring pump is either emptied or shut down completely after suction. so that the power requirement of the system is reduced. The emptying of the air pump is particularly necessary when the centrifugal pump and air pump are combined in a common housing, while the air pump can be particularly shut down when the pumps are arranged separately; but the two measures require very complex and therefore expensive designs.
The invention is therefore based on the object of creating a liquid pump with a rotating cell wheel and automatic ventilation, which can also start when the pressure side is open, without any discharge of liquid into the open air.
To solve this problem, the liq is fluid pump with rotating cell wheel and automatic venting according to the invention He is provided with an inlet opening for the conveyor, which extends only over a limited sector of the working space of the cell wheel, and with an air suction opening through which at an outside of the The aforementioned sector is where the air that collects in the wheel cells is removed with the help of a special ventilation pump,
whose suction line is connected to the air suction opening. The pressure opening of the vent pump can expediently @v eise with the pressure side respectively. be connected to your pressure port of the rotary pump.
The invention can be used both with partially pressurized centrifugal pumps, as well as with other liquid pumps with rotating the star feeder, for example with vane pumps with pressure increasing ducts. Pressure increase ducts.
The invention makes it possible to see the liquid pump and the vent pump with a common drive, without the need for any special aids to avoid a noticeable reduction in the efficiency of the liquid speed pump and vent pump when the liquid pumping has set.
In the drawing, three execution examples of the invention are Darge provides, namely Figs. 1 and 2 show two mutually perpendicular, along the lines I -I and II-II extending vertical sections of one example, while FIGS. 3 and 4 resp. 5 and 6 each illustrate another example in analog sections.
In all figures, the same parts or parts corresponding to one another are provided with the same reference numerals.
According to Fig. 1 and 2 is located in the housing <I> a </I> the cellular wheel <I> b. </I> The conveying means is through the suction port g of the Sauglei device and through the cylindrical space d respectively. through the inlet opening e in the fixed tubular part finer be limited number of cells of the wheel b to out.
The vent line la is connected to the air suction opening hl in the tubular part f and leads to the suction opening i, the vent pump i of any type.
The pressure port i, this pump is respectively through a line k. through an opening <B> k, </B> with the pressure side of the liquid pump respectively. connected to the pressure port c. The ventilation pump i can be constructed, for example, as a water ring pump and arranged as desired next to the liquid pump or can be assembled with it. The working mode of the liquid pump itself is assumed to be known; it is further assumed that water should be promoted.
When the partially water-filled liquid pump is started with the pressure side open and the suction line empty, the water is initially thrown out of the wheel cells, but as a result of gravity it remains in the pressure-increasing duct located outside the wheel circumference and closes the wheel cells against each other and against the open pressure port . This can also be provided with a non-illustrated non-return flap under the opening k1 to protect against the ingress of air.
When the liquid pump is started, the ventilation pump is also started, which immediately removes the air from the water-free parts of the wheel cells through the air suction opening h, respectively. Line h sucks and respectively through line k. Ejects opening k1 into pressure port c.
This expelled air is passed on through the pressure line connected here, while the cells returning to the inlet opening e are again filled with new air from the suction line through this opening e until water is now sucked in through the inlet opening e and in a known manner from the Cell wheel through the pressure increasing duct 1 and the outlet opening n to the pressure port c is promoted.
The vent pump now delivers a small amount of water after the pressure cut, but since it only has to overcome the relatively small pressure difference between the base of the cell and the circumference of the cell, it can be made accordingly small and very cheap.
Since a powerful jet of water under pressure constantly circulates under pressure through the suction opening hl of the liquid pump into the suction opening of the ventilation pump and tries to turn the wheel of the ventilation pump, this requires very little driving force, so that the efficiency the liquid pump including the venting pump drops only slightly.
During operation, any air that is sucked in, which separates from the water at the bottom of the cell, is continuously sucked off by the vent pump i through the opening 1r.1.
The pump shown in FIGS. 3 and 4 is provided with pressure increase channels <I> m </I> and <I> l </I> on the side of the cell wheel b and also on the circumference of the wheel. The ventilation pump i is designed as a water ring pump and is shown assembled with the housing of the impeller pump. The operation is essentially the same as in the pump according to FIGS. 1 and 2. The pump according to FIGS. 3 and 4 has the same advantages as the pump described first. In addition, there are the deviations described in the following with their advantages.
In the dargestell th in Fig. 3 to 6 two embodiments, the A inlet opening e and the air suction opening h, the liquid pump is arranged laterally next to the cellular wheel and the provided on the pressure side of the vent pump respectively Lei device. the corresponding space k is connected to the pressure side of the liquid through an upper narrow opening k provided for the air outlet and a lower wide opening k2 arranged for the water that is also sucked in.
This is achieved. that any dirt that has been sucked in is not deposited in the space k, but is constantly washed away through the opening k.
The air suction opening h can be connected to several wheel cells at the same time instead of one. Their position can also coincide in the radial direction with the opening k2 or with the outlet opening n of the conveying means from the working space of the liquid pump or, as required, can be moved in the direction of rotation in front of or behind this opening. It can also be subdivided into several openings and further coincide directly with the suction opening il of the ventilation pump.
If as Fig. 5 and 6 show, the cell wheel L is provided with a jacket, then finds the pumped water on the way from the outlet openings n after the pressure cut c through the outlet channel o less frictional resistance than with known channels with only fixed Walls is the case because the rotating wheel jacket has the same direction of movement as the water in the channel o and the speeds of this water and the wheel jacket are not further apart. To the rest
the channel o non-limiting part of the wheel jacket is a circumferential channel o1 see easily, one end of which is connected to the pressure nozzle c and the other end of which is connected to the outlet openings n of the working chamber of the liquid pump. The cellular wheel pump can of course also be produced with just one pressure increase channel m.