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Umlaufpumpe mit einem schräg auf der Welle befestigten, scheibenförmigen
Pumpenkörper Die Erfindung stellt eine Verbesserung und weitere Ausbildung des Gegenstandes
der Patentanmeldung N 11842 1 a/59b dar.
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Gegenstand dieser Patentanmeldung ist eine Umlaufpumpe, bei welcher
innerhalb eines feststehenden 7ylinderförmigen oder leicht spiraligen Gehäuses auf
einer konzentrischen zur Gehäuseachse angeordneten Welle ein scheibenförmiger Pumpenkörper
schräg auf der Wellenachse befestigt ist. Das Wesen der Erfindung dieser Patentanmeldung
besteht darin, daß zwecks Förderung von mit Verunreinigungen durchsetztem Wasser,
wie Abwässer, oder von Dickstoffen der Pumpenkörper fest und fliegend auf der einseitig
in das Pumpengehäuse hineinragenden Welle gelagert und so gestaltet ist, daß er
am Umfang mit Spiel innerhalb des Gehäuses umläuft.
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Die Verbesserung und weitere Ausbildung dieses Erfindungsgedankens
besteht darin, daß der Pumpenkörper aus mehreren Einzelscheiben besteht, die nicht
nur für sich allein schräg auf der Pumpenwelle angeordnet sind, sondern außerdem
auch noch schräg zueinander liegen. - Bei Turbomaschinen ist es bekanntgeworden,
den Pumpenkörper aus je zwei Paar einzelnen Halbscheiben derart aufzubauen,
daß die Halbscheiben nicht nur für sich allein schräg auf der Pumpenwelle angeordnet
sind, sondern auch noch schräg zueinander liegen. Diese Halbscheiben bewegen sich
jedoch nicht mit Spiel innerhalb des Pumpengehäuses, sondern liegen mit ihrem gekrümmten
Kanten dicht an der Innenwand des Gehäuses an, so daß der nach der Erfindung bezweckte
Zerreißeffekt nicht erzielt werden kann. - Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt,
den Scheiben des Pumpenkörpers schwach olewölbte Gestalt zu geben.
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Die Erfahrung hat bewiesen, daß bei einer deraxtigen Ausgestaltung
die Verstopfungsgefahr einer solchen Pumpe bei noch so stark verunreinigtem
Ab-
wasser besonders gering ist, was offenbar darauf zurückzuführen ist, daß
die Verunreinigungen, wie Lappen, Papier u. dgl., an den glatten Flächen unter der
Wirkung der Zentrifugalkraft nach außen abgeschleudert werden, wobei noch als günstig
hinzutritt, daß die Lappen od. dgl. bei dem Herumschleudern zerrissen werden, so
daß auch die Gefahr des Herumwickelns verhältnismäßig langer kompakter Textilstoffgebilde
hintangehalten ist.
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Statt der in der Hauptpatentanmeldung erwähnten Versteifungsrippen
kann es sich unter Umständen als zweckmäßig herausstellen, am Pumpenkörper Vertiefungen
in Form von Kanälen, Nuten oder Eindrückungen vorzusehen. - Auch kann man
die Scheibenfläche mit durchgehenden Löchern versehen, wodurch erreicht wird, daß
der infolge der Bewegungen der Scheibe auftretende Schub reduziert wird, da ein
Teil der Flüssigkeit durch die Löcher hindurchtritt.
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In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist es möglich,
die Oberfläche des Pumpenkörpers aufzurauhen, wodurch die Reihung zwischen der Flüssigkeit
und dem Pumpenkörper erhöht wird. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß bei glatter
Ausbildung des Pumpenkörpers in der Nähe des Mittelpunktes der Scheibe das Fördergut
während des Pumpenvorganges längs des glatten Teiles der Oberfläche schnell und
hemmungsfrei nach außen geschleudert wird, während die Aufrauhung in der Nähe des
Umfanges der Pumpenscheibe in gewissem Umfang einen Zerkleinerungseffekt auf das
Fördergut ausübt.
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Andererseits hat sich auch überraschenderweise gezeigt, daß die Förderleistung
nicht etwa schlechthin mit steigender Drehzahl des Pumpenkörpers zunimmt, sondern
daß diese Leistung bei einer bestimmten Drehzahl einen Höchstwert erreicht und nach
beiden Drehzahlbereichen sowohl bei sinkender als auch bei steigender Drehzahl wieder
abnimmt. Dies hängt offenbar damit zusammen, daß der Reibungskoeffizient mit steigender
Relativgeschwindigkeit abnimmt, so daß eine ganz bestimmte optimale Drehzahl erforderlich
ist, um eine maximale Förderleistung zu erreichen. Diese optimale Umlaufzahl der
Pumpe ist natürlich auch abhängig von der Konsistenz bzw. Viskosität der zu fördernden
Flüssigkeit. Wird nicht Ab-
wasser, sondern Moor, Schlick, Schlannn od. dgl.
gefördert,
dann ist eine andere optimale Drehzahl im Hinblick auf
den anderen Reibungskoeffizienten zu ermitteln, um eine möglichst hohe Förderleistung
zu erreichen.
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Bei dieser Gelegenheit sei bemerkt, daß es wichtig ist, den Druckstutzen
an der Pumpe oben anzuordnen, damit der eingeleitete Dampf seinem natürlichen Bestreben
nach oben entweichen kann.
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Man kann die Pumpe auch zur Förderung von chemischen Flüssigkeiten,
insbesondere Säuren be-
nutzen, muß dann aber sowohl das Gehäuse als auch
das Pumpenrad aus säurefestem Material, insbesondere säurefestem Stahl oder aber
Steingut fertigen. Diese Pumpe kann andererseits auch für die in der chemischen
Industrie oft erforderliche Mischung verschi edener Stoffe benutzt werden,
indem der eine Stoff in Form einer Flüssigkeit von der Pumpe angesaugt wird,
während der andere Stoff, sei es ebenfalls als Flüssigkeit oder in Gas- oder Dampfform,
durch die hohle Welle und die Öffnungen im Pumpenkörper in das Innere des Pumpengehäuses
eingeleitet und hier mit dem angesaugten Stoff vermischt wird.
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Schließlich ist es möglich, diese Pumpe zur Förderung flüssigen Eisens
oder flüssiger Metalle zu benutzen, die sich in hocherhitztem Zustand befinden.
Zu diesem Zweck werden die einzelnen Pumpenteile aus Schamotte gefertigt oder mit
Schamotte ausgekleidet.
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Es kann zweckmäßig sein, die äußeren Ränder der Pumpenscheibe derart
abzuwinkeln, daß diese Abwinkelungen in zur Pumpenwelle lotrechten Ebenen und damit
parallel zu den Pumpengehäusedeckeln liegen.
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Da sich gezeigt hat, daß Lappen oder sonstige Textilgebilde, aber
auch Papier durch den Pumpenkörper zerrissen werden, kann die erwünschte Reißwirkung
noch dadurch erhöht werden, daß man den Umfang des Pumpenkörpers, da, wo er am Pumpengehäuse
am nächsten liegt, scharfkantig oder schneidenartig ausführt, um auf diese Weise
die Verunreinigungen zu zerschneiden. Auch kann man den Umfang des Pumpenkörpers
mit Zacken, insbesondere Sägezähnen versehen. - Bei Schrauben- oder Propellerpumpen
ist es bekanntgeworden, den äußeren Umfang der Pumpenflügel, die keine kreisförmige
Scheibe darstellen, gezahnt auszuführen.
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Bei den bisher bekannten Schmutzwasserförderanlagen hat man in aller
Regel vor dem Einlauf in das Pumpenaggregat Rechen angeordnet, die die Aufgabe haben,
gröbere Verunreinigungen, wie Lappen, Papier, Holzteile u.dgl., zurückzilbalten,
um auf diese Weise die bisher üblichen Kreiselförderpumpen vor Beschädigungen und
Verstopfungen zu bewahren. Das Rechengut hat man in besonderen Mühlen vermahlen,
um es dann den Abwässern wieder zuzuführen. Dieses umständliche Verfahren läßt sich
unter Anwendung der erfindungsgemäßen Pumpe dadurch vereinfachen, daß man das Rechengut
der Pumpe zuführt, gegebenenfalls unter Hinzusetzen von einer gewissen
Ab-
wassermenge. In dieser Pumpe wird das Rechengut zum Teil zerkleinert und
zusammen mit dem zugesetzten Abwasser mit Leichtigkeit fortgeschafft.
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Nach der Hauptpatentanmeldung wurde Preßluft in den hohlen Pumpenkörper
eingeleitet und aus Öff-
nungen in die Förderflüssigkeit eingeführt. Man kann
andererseits auch im Bedarfsfalle ein Bedampfen vorsehen, indem statt Preßluft mehr
oder weniger hochgespannter Dampf durch die hohle Pumpen-,velle in den Pumpenkörper
eingeführt wird, aus dem der Dampf in die Förderflüssigkeit eintritt und diese erhitzt.
Auf diese Weise kann das Fürder-gut sterilisiert werden. Weitere Einzelheiten der
Erfindung seien an Hand der Zeichnung näher erläutert, Es zeigt Fig. 1 eine
Pumpe mit zwei schräg zueinander und schräg zur Welle angeordneten scheibenartigen
Pumpenelementen, Fig. 2 eine ähnliche Pumpe mit vier derartigen Elenienten, Fig.
3 die Draufsicht auf ein einziges scheibenartiges Pumpenelement mit diametral
angeordneter Rille, Fig. 4 einen Querschnitt durch die Scheibe im Schnitt nach der
Einie IV-IV der Fig. 3,
Fig. 5 eine axonometrische Darstellung eines
Purnpenkörpers.. der aus drei sich im Zentrum kreuzenden scheibenartigen Elementen
besteht, Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Pumpe mit gewölbter Ausbildung
der Durchdringungsstelle zweier scheibenartiger Elemente des Pumpenkörpers und Fig.
7 einen Querschnitt durch eine Pumpe, bei welcher die äußeren Ränder zweier
sich kreuzender Pumpenkörperelemente radial abgewinkelt sind.
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N X ach der Ausführungsform der Fig. 1 sind auf der
Pumpenwelle 3 zwei schräg zueinander angeordnete Scheibenelemente
35, 36 gelagert, die sich in der Linie 37 durchdringen. Diese Linie
stellt sich in Fig. 1 als Punkt dar. Bei der Ausführungsforrn der Fig. 2
sind auf der Pumpenwelle fliegend vier zueinander und zu der Welle schräg verlaufende
scheibenartige Pumpenelemente 38 angeordnet.
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Nach der Ausführungsform der Fig. 3 und 4 ist auf einer Pumpenscheibe
39 sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite, diametral verlaufend,
je eine Vertiefung 40 angeordnet. Bei der Ausführungsform der Fig.
5 sind drei windschief und schräg zueinander liegende scheibenförmige Pumpenelemente
41, 42, 43 derart zueinander angeordnet, daß sie sich in Linien 44, 45, 46 durchdringen,
wobei diese Linien Durchmesser der Scheiben darstellen. Im Zentrum 47 der Schnittlinie
ist die Pumpenwelle in einer in der Zeichnung nicht dargestellten Weise befestigt.
Der Umfang der Scheiben muß derart gewählt sein, daß bei Drehung dieses Pumpenkörpers
der Abstand zwischen den äußeren Kanten der einzelnen Scheiben und dem inneren Umfang
der Pumpe immer der gleiche ist. Die Scheiben werden also Ellipsenform haben müssen.
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Nach der Ausführungsfonn der Fig. 6 ist die Stelle, wo sich
die beiden Scheiben 35 und 36 treffen, mit einer Auswölbung
37 versehen, die verhindert, daß sich grobe Verunreinigungen, wie Lappen,
Lumpen, Papier u. dgl., festsetzen können. - Bei der Ausführungsform der
Fig. 7 sind an den Rändern der beiden Scheiben 48, 49 Randteile
50 radial nach außen gerichtet und demnach gegenüber den Scheibenflächen
abgewinkelt.