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Umwälz- und Mischpumpe für Tauchbetrieb Gegenstand der Erfindung ist
eine Umwälz- und Mischpumpe für Tauchbetrieb mit einem doppelseitig ansaugenden
Förderkreisel innerhalb eines ihn umschließenden, mit beiderseitigen zentralen Eintritts-
und äußeren Austrittsöffnungen versehenen Gehäuses.
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Umwälz- und Mischpumpen der bezeichneten Art sind in mehreren Ausführungen
bekanntgeworden.
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Ein bekannter doppelseitig ansaugender Förderkreisel ist als ein
in einen Behälter einhängbarer offener Rührkopf ausgebildet und besitzt in drei
parallelen Ebenen angeordnete Rührscheiben. Die beiden außenliegenden Rührscheiben
sind in ihrer Mitte durchbrochen und bilden auf diese Weise einen Zufluß zu der
mittleren Scheibe, deren Flächen in Verbindung mit den benachbarten Flächen der
außenliegenden Rührscheiben je eine Bahn für das vom Rührkopf abzuschleudernde Mischgut
bilden.
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L Ein anderer bekannter doppelseitig ansaugender Förderkreisel hat
einen hohlen Einfach- oder Doppelkegel, der an seinen stirnseitigen Enden Ansaugbohrungen
und an seiner Kegelfläche Auslaßbohrungen hat. Das eine stirnseitige Ende steht
über eine den zu mischenden Flüssigkeiten oder einer Flüssigkeit und einem anderen
mischbaren Stoff entsprechend groß ausgebildete Ansaugöffnung in einer auswechselbaren
Ringscheibe mit dem in Nähe des Bodens des Gefäßes liegenden Teil der Flüssigkeit
in Verbindung. Eine obere, in ihrer Weite veränderbare Ansaugöffnung ist über ein
Rohr mit dem in Nähe des Flüssigkeitsspiegels befindlichen Flüssigkeitsteil verbunden.
Infolge der Umdrehungen des Förderkreisels wird durch ein den Kreisel umgebendes
und mit Auslaßöffnungen versehenes Gehäuse die Flüssigkeit in das Gefäß geschleudert.
Ein Teil der dem Kreisel zufließenden Flüssigkeit kann gegebenenfalls mit Hilfe
eines Heizt aggregates erwärmt werden.
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Bei einer Pumpe mit bekanntem einseitig ansaugenden Förderkreisel
ist das Gehäuse als ein der Außenfläche der Pumpenflügel angepaßter Körper ausgebildet.
Die zu fördernde Flüssigkeit wird in Achsrichtung der Antriebswelle durch den Förderkreisel
hindurchgeführt und anschließend noch innerhalb des Gehäuses an einer Scheibe abgelenkt,
bevor sie zur Druckseite des Förderkreisels fließt.
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Eine andere bekannte einseitig ansaugende Kreiselpumpe mit hydraulischem
Rührwerk, die zum Pumpen vonJauche dienen soll, besitzt einen beschaufelten gegenüber
dem Gehäuse verdrehbaren Leitring oberhalb des Pumpenläufers oder Förderkreisels
in einem gemeinsamen Gehäuse. In einer Stellung des Leitringes ist eine Düsenöffnung
in diesem Ring von einer Nase des Gehäuses verschlossen, wobei die Pumpe fördert,
in einer anderen Stellung ist dieDüsenöffnung
freigegeben, wobei die Pumpe weder
rührt noch fördert.
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Bei einer weiterhin vorgeschlagenen, ebenfalls nur einseitig ansaugenden
Zentrifugalpumpe, nämlich einer mehrstufigen Verbundzentrifugalpumpe mit mittigem
Ein- und Austritt der Förderffüssigkeit sind zwei Einzelpumpen hintereinandergeschaltet.
Die beiden Pumpen sind derart zu einem einheitlichen Ganzen verbunden, daß der Überleitungsraum
von der ersten zur zweiten Pumpe mit dem Druckraum der zweiten Pumpe in einem nach
Belieben ein- oder mehrteiligen Körper vereinigt ist. In diesem Körper durchdringen
sich die beiden Räume, wobei der Überleitungsraum als ein ringförmiger Hohlraum
ausgebildet ist und der Druckraum der zweiten Pumpe von einer Anzahl zentral um
die Achse angeordneter radialer Hohlschaufeln gebildet wird, die den Überleitungraum
durchsetzen.
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Es ist schließlich auch vorgeschlagen worden, über einer einseitig
ansaugenden Förderpumpe auf derselben Welle eine Rührpumpe anzuordnen, deren Saug-
und Drucköffnungen in den Flüssigkeitsbehälter münden.
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Der Erfindung liegt eine Aufgabe zugrunde, die durch die bekannten
Einrichtungen nicht gelöst wird, nämlich die, eine einfache und in der Herstellung
billige Vorrichtung zu schaffen, die eine Flüssigkeit ohne weitere Zusatzeinrichtungen
wie Rührer usw., in einem offenen oder geschlossenen Behälter kräftig durchzumischen
und von einem Gefäß in ein anderes umzupumpen gestattet. Diese Aufgabe wird gemäß
der Erfindung gelöst durch die Ausbildung des Rotors als beiderseitig einer vollen,
zur Achse senkrechten und mit dieser sich drehenden Mittelscheibe beschaufeltes
Schleuderrad mit kugeliger Hüllfläche
der äußeren Schaufelkanten
und durch ein mit weitem Spiel das Rad umschließendes Kugelgehäuse, dessen eine
Halbschale seitliche Eintrittslöcher und einen tangential angeordneten Druckstutzen
zur Überführung der Flüssigkeit in andere Gefäße und dessen andere Halbschale axial
einen mit den anderen Gefäßen verbundenen Saugstutzen sowie etwa im Gebiet des größten
waagerechten Kugelschnittdnrchmessers Austrittlöcher aufweist.
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Mit der Pumpe können mehrere Flüssigkeiten verschiedenen chemischen
Charakters, die gegenseitig löslich oder nicht löslich sein können, miteinander
gemischt, gegebenenfalls emulgiert, abgesaugt, umgepumpt und gerührt werden. Durch
einen Sangstutzen kann Luft oder ein anderes Gas in die Flüssigkeit eingepumpt werden,
wodurch sich beispielsweise Schaum erzeugen läßt.
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In besonders vorteilhafter Weise wird die Pumpe dazu benutzt, eine
in verschiedenen Gefäßen befindliche, einem Temperaturgefälle ausgesetzte Flüssigkeit
zum Zwecke raschen Wärmeaustausches umzupumpen und gleichzeitig in sich zu mischen.
Sie ist daher insbesondere für die Temperaturhaltung von Thermostaten geeignet.
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Mit Hilfe der Pumpe kann die Thermostatenflüssigkeit, die sich in
einem Thermostatengefäß und daran angeschlossenen offenen oder geschlossenen Gefäßen
befindet, kräftig durchmischt und dabei von einem Gefäß in das andere umgepumpt
werden, so daß die von einer Wärme- oder Kältequelle, die sich im gleichen Thermostatengefäß
wie die Pumpe befindet, abgegebene Wärme oder Kälte möglichst rasch und gleichmäßig
in alle von der Flüssigkeit erfaßten Raumteile zerteilt wird. Die von den angeschlossenen
Gefäßen zurückströmende Flüssigkeit, die unterwegs Wärme- oder Kälteverlust erlitten
hat, wird sofort wieder unter die im Thermostatengefäß befindliche Flüssigkeit verteilt
und nicht schon vorher abgesaugt, und den angeschlossenen Gefäßen zugeführt.
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Im Gegensatz zu bekannten Umwälz- und Mischpumpen für Thermostaten
gestattet die erfindungsgemäße Pumpe, auch offene Temperiergefäße an den Flüssigkeitskreislauf
anzuschließen, ohne daß es zur Sicherung des Rücklaufs der Thermostatenflüssigkeit
besonderer Maßnahmen bedarf. Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, daß die Pumpe
mit einem mit dem Temperiergefäß beispielsweise mittels Schlauchleitung zu verbindenden
Saugstutzen versehen ist, so daß die Rückführung der Flüssigkeit durch die Pumpe
selbst bewirkt wird. Gleichzeitig verrichtet die erfindungsgemäße Pumpe eine zuverlässige
rasche Durchmischung der Thermostatenflüssigkeit innerhalb des Thermostaten dadurch,
daß die eine Halbschale des Pumpengehäuses nach dem Thermostaten offene Eintritts-,
die andere Halbschale ebenso offene Austrittsöffnungen besitzt.
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Bei üblichem Gebrauch werden zweckmäßig der Druckstutzen und der
Saugstutzen mit dem zu temperierenden Gefäß verbunden. Es besteht jedoch auch die
Möglichkeit, Druck- und Saugstutzen an verschiedene Gefäße anzuschließen, wobei
alsdann in bekannter Weise für den Rücklauf vom, bzw. den Zufluß zum Temperiergefäß
gesorgt werden muß. Falls, wie vielfach üblich, der Thermostat selbst als Temperiergefäß
benutzt wird, kann entweder der Druckstutzen mit dem Saugstutzen kurz geschlossen
werden, oder aber die Pumpe wird so tief eingetaucht, daß beide Stutzen unterhalb
des Spiegels der Thermostatenflüsigkeit endigen. In diesem Falle wirkt die Pumpe
lediglich als Mischpumpe für die im Ther-
mostaten befindliche Flüssigkeit. Gegenüber
den bekannten, mit einem Rührpropeller od. dgl. ausgestatteten Thermostatenpumpen
hat auch bei dieser Verwendungsart die erfindungsgemäße Pumpe den beträchtlichen
Vorteil, daß alle rotierenden Teile gekapselt sind und mit etwaigen in den Thermostaten
eingetauchten beweglichen Gegenständen nicht in Berührung kommen können. Abgesehen
von den beschriebenen, bevorzugten Verwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen
Pumpe zum Umpumpen und Mischen von Flüssigkeiten zwecks schnellen Wärmeaustausches
kann diese auch zum raschen Durchmischen verschiedener Flüssigkeiten für anderweitige
technische Zwecke benutzt werden, insbesondere zum Emulgieren gegenseitig nicht
löslicher Flüssigkeiten verschiedener Art.
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Für diesen Zweck wird die Pumpe mit offenen Saug- und Druckstutzen
unter die Flüssigkeitsoberfläche eingetaucht, und zwar zweckmäßig so weit, daß sich
die Phasengrenzfläche etwa im Bereich des größten Umfanges des Pumpengehäuses befindet.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung wird
nachstehend an Hand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen
Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Umwälz- und Mischpumpe, Fig. 2 einen
Horizontalschnitt derselben, Fig. 3 eine Ansicht von der Seite der in ein Thermostatengefäß
eingesenkten Pumpe zur Darstellung ihrer Funktion.
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In dem hohlkugelförmigen Gehäuse a, das bis über die an seinem Ansatz
rohr b befindlichen Öffnungen c in die Flüssigkeit eingetaucht ist, wird durch einen
Motor über die in einem Kugellager d laufende Welle e das Schaufelradt angetrieben.
Das Schaufelrad besitzt in der Mitte eine kreisförmige volle Scheibe, die den Innenraum
des Gehäuses in einen oberen und einen unteren Raum trennt. Im oberen Raum strömt
die Flüssigkeit teils durch die am Ansatzrohr befindlichen Öffnungen c und das Kugellager
d teils durch die direkt neben dem Ansatzrohr befindlichen Offnungen h ein und wird
von den Schaufeln des Schaufelrades größtenteils wieder durch den Druckstutzen i
herausgefördert. Im unteren Raum strömt die Flüssigkeit durch den Saugstuzen k zu
und wird von den Schaufeln durch die Öffnungen 1 wieder ausgeschleudert. Etwaige
durch die Druckverhältnisse entstehende Flüssigkeitsüberschüsse im oberen Raum können
durch den Ringspalt zwischen der Gehäusewand und der Scheibe g in den unteren Raum
gelangen und ebenfalls durch die Öffnungen I hinausbefördert werden. An die Druck-
und Saugstutzen können mittels Schlauchleitungen beliebige offene oder geschlossene
Gefäße angeschlossen werden.
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Wie die Zeichnung, insbesondere Fig. 3, zeigt, werden durch die erfindungsgemäße
Pumpe zwei Flüssigkeitskreisläufe bewirkt, deren einer, ausgehend von den Austrittsöffnungen
I zu den Eintrittsöffnungen c, h, sich in jedem Falle innerhalb des Thermostatengefäßes
zum Zwecke einer intensiven Durchmischung vollzieht, deren zweiter, ausgehend von
dem Druckstutzen i zu dem Saugstutzen k je nach dem beabsichtigten Verwendungszweck
dazu dienen kann, eines oder mehrere außerhalb der Anordnung befindliche Temperiergefäße
zu speisen oder aber, falls die Stutzen i, k offen im Thermostatengefäß endigen,
die Mischwirkung zu unterstützen.
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Erfindungsgemäß von wesentlicher Bedeutung ist ferner, daß die aus
den Öffnungen 1, gegebenenfalls auch die aus dem Druckstutzen i ausströmende Flüssigkeit
die
Pumpe in horizontaler Richtung verläßt, so daß selbst bei hoher Drehgeschwindigkeit
und damit verbundener starker Rückwirkung nur eine geringe Wirbelbildung stattfindet
und damit die bei Propellerrührern stets bestehende Gefahr des Überschwapppens vermieden
wird.