DE1197757B

DE1197757B - Dirty water pump

Info

Publication number: DE1197757B
Application number: DEB52058A
Authority: DE
Inventors: Ewald Burger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-02-10
Filing date: 1959-02-10
Publication date: 1965-07-29

Description

Schmutzwasserpumpe Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmutzwasserpumpe vertikaler Bauart mit über der Pumpe angeordnetem Vertikal-Motor. Derartige Pumpen werden vielfach zur Kellerentwässerung, Baugrubenentleerung, Sümpfung im Bergbau usw. eingesetzt. Sie finden aber ebenso Verwendung in der chemischen Industrie zur Förderung von aggressiven Medien aller Art. Ihre Lebensdauer und Betriebssicherheit ist weitgehend abhängig von der Wirksamkeit der Schutzmaßnahmen gegen die Einwirkung der mitgeführten aggressiven und abrasiven Stoffe im. Fördergut. Besonders wichtig ist der Schutz der Dichtungen und Lager im Wellendurchgang.Wastewater Pump The present invention relates to a wastewater pump vertical design with vertical motor arranged above the pump. Such pumps are often used for cellar drainage, emptying of excavations, swamps in mining etc. used. But they are also used in the chemical industry Pumping of aggressive media of all kinds. Their service life and operational reliability is largely dependent on the effectiveness of the protective measures against the impact the aggressive and abrasive substances carried in the. Conveyed goods. Particularly important is the protection of the seals and bearings in the shaft passage.

Es ist bekannt, zum Schutz der im Wellendurchgang angeordneten Dichtung im Oberteil der eigentlichen Pumpe in einem windkesselartig ausgebildeten Gehäuseteil ein Luftpolster anzuordnen, das den Angriff des Fördermittels bzw. der mitgeführten agressiven Stoffe vollkommen verhindert. Dieser an sich sehr wirksame Schutz der Wellendichtung ist aber nur sehr kurze Zeit wirksam, wenn nicht gleichzeitig dafür gesorgt wird, daß das Luftpolster auch ständig erhalten bleibt. Nach einem bekannten Vorschlag wird dies dadurch erreicht, daß der Saugmund der in das Fördergut eingetauchten Pumpen nach oben gerichtet ist und über dem Saugeinlauf in dem die Welle umschließenden Wellenführungsrohr das Wellenlager so hoch angeordnet ist, daß es in jedem Falle über dem Flüssigkeitsspiegel des die Pumpe umgebenden Fördermittels liegt. Es liegt auf der Hand, daß die das Schaufelrad der Pumpe tragende Welle nur ein sehr kurzes Stück über das im Wellenführungsrohr angeordnete Lager nach unten hinausragen darf. Diese Anordnung ist also beschränkt auf nur geringe Spiegelhöhen über der eingetauchten Pumpe. Sie hat infolge des Saugeinlaufes von oben auch den sehr schwerwiegenden NTachteil, daß im Stillstand sich Sinkstoffe im Pumpengehäuse absetzen und die Pumpe blockieren.It is known to protect the seal arranged in the shaft passage in the upper part of the actual pump in a housing part designed like an air tank to arrange an air cushion that the attack of the conveyor or the carried aggressive substances completely prevented. This in itself very effective protection of the The shaft seal is only effective for a very short time, if not at the same time it is ensured that the air cushion is also constantly maintained. According to a well-known Proposal, this is achieved in that the suction mouth is immersed in the material to be conveyed Pumping is directed upwards and above the suction inlet in which the shaft enclosing Shaft guide tube the shaft bearing is so high that it is in any case is above the liquid level of the conveying medium surrounding the pump. It lies It is obvious that the shaft carrying the pump's impeller is only a very short one Piece may protrude downwards beyond the bearing arranged in the shaft guide tube. This arrangement is therefore limited to only small mirror heights above the immersed one Pump. Due to the suction inlet from above, it also has the very serious one Disadvantage that when the pump is at a standstill, sediments settle in the pump housing and the pump To block.

Nach einem anderen Vorschlag ist das die Dichtung im Wellendurchgang schützende Luftpolster über dem Druckraum der Pumpe im Wellenführungsrohr angeordnet. Die durch Undichtigkeiten oder Luftverzehr unvermeidlichen Luftverluste werden nach diesem Vorschlag durch eine automatisch arbeitende besondere Vorrichtung ersetzt, indem durch eine niveauabhängig betätigte Ventilsteuerung aus einem Druckluftgefäß außerhalb der Pumpe Druckluft in den Windkessel im Wellenführungsrohr gedrückt wird. Die Wirksamkeit dieser Anordnung ist damit abhängig von dem Vorhandensein eines Vorrates von Druckluft außerhalb der eigentlichen Pumpe. Dabei muß diese Druckluft unter höherem Druck stehen als das Luftpolster im Wellenführungsrohr.According to another suggestion, this is the seal in the shaft passage protective air cushions above the pressure chamber of the pump in the shaft guide tube. The unavoidable air losses due to leaks or air consumption are reduced this proposal replaced by a special automatic device, by means of a level-dependent actuated valve control from a compressed air vessel Outside the pump, compressed air is pressed into the air chamber in the shaft guide tube. The effectiveness of this arrangement is therefore dependent on the presence of one Reservoir of compressed air outside the actual pump. This compressed air must are under higher pressure than the air cushion in the shaft guide tube.

Nach der vorliegenden Erfindung wird das Luftpolster in einem kleinen Windkessel über dem Druckraum der Pumpe und unterhalb der im Wellendurchgang angeordneten Dichtung in einfachster Weise dadurch ständig aufrechterhalten, daß eine dünne Luftleitung an dem Windkessel angeordnet ist, die einerseits nach oben über den umgebenden Flüssigkeitsspiegel hinausreicht und mit ihrem unteren Ende etwa bis auf den Grund des Windkessels reicht. Diese Luftleitung stellt also eine Verbindung zur Atmosphäre her. Außerdem ist unter dem Windkessel ein auf der Welle befestigtes Hilfsförderrad vorgesehen, dessen Saugmund vor dem Durchgang der Pumpenwelle am Grund des Windkessels liegt. Die Pumpenwelle durchdringt den als Windkessel ausgebildeten Teil des Wellenführungsrohres. Der Wellendurchgang zu dem am oberen Ende des Wellenführungsrohres befindlichen Motor ist durch eine gas- und flüssigkeitsdichte Dichtung abgedichtet.According to the present invention, the air cushion is made in a small one Air chamber above the pressure chamber of the pump and below that arranged in the shaft passage Seal in the simplest way constantly maintained that a thin air line is arranged on the air chamber, the one hand upwards above the surrounding liquid level reaches out and reaches with its lower end approximately to the bottom of the air chamber. This air line creates a connection to the atmosphere. Also is under an auxiliary conveyor wheel attached to the shaft is provided for the air chamber, its suction mouth lies before the passage of the pump shaft at the bottom of the air chamber. The pump shaft penetrates the part of the wave guide tube designed as an air chamber. Of the Shaft passage to the motor located at the upper end of the shaft guide tube is sealed by a gas- and liquid-tight seal.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Die dargestellte Vertikal-Kreiselpumpe besteht aus dem auf der Welle a befestigten Schaufelrad b im Pumpengehäuse c mit Einlaufseiher d, über dem Schaufelrad b angeordnetem Hilfsförderrad e, dem Wellenführungsrohr f mit dem an seinem unteren Ende angeordneten Windkessel g und an seinem oberen Ende befestigten Motor h und der am Windkessel angeordneten Luftleitung i. Das ganze Pumpenaggregat ist auf dem Grunde des Sammelbehälters j stehend dargestellt. Die Saugöffnung des Hilfsförderrades e am Grunde des Windkessels g ist mit k und die Saugöffnung des Schaufelrades b mit Z bezeichnet. Mit HW ist der Wasserspiegel im Sammelbehälter j und in der Luftleitung i einerseits und im Windkessel g andererseits im Stillstand der Pumpe bezeichnet. Mit NW ist der Wasserspiegel im Sammelbehälter zu irgendeinem Zeitpunkt nach Inbetrieb- Setzung der Pumpe bezeichnet. über dem Windkessel g ist im Wellenführungsrohr f das Lager m und darunter die Dichtung n angeordnet.An exemplary embodiment is shown in the drawing. The vertical centrifugal pump shown consists of the impeller b mounted on the shaft a in the pump housing c with inlet strainer d, auxiliary impeller e arranged above the impeller b, the shaft guide tube f with the air vessel g arranged at its lower end and motor h fastened at its upper end and the air duct arranged on the air chamber i. The entire pump set is shown standing at the bottom of the collecting tank j. The suction opening of the auxiliary conveyor wheel e at the bottom of the air vessel g is denoted by k and the suction opening of the paddle wheel b is denoted by Z. HW denotes the water level in the collecting tank j and in the air line i on the one hand and in the air tank g on the other hand when the pump is at a standstill. The water level in the collecting tank at any point in time after the pump has been started is designated by NW. The bearing m is arranged above the air chamber g in the shaft guide tube f and the seal n below it.

Beim Eintauchen der Pumpe in die im Sammelbehälter j befindliche Flüssigkeit steigt diese über den Einlaufseiher d, Saugöffnung 1, Schaufelrad b, Hilfsförderrad e und Saugöffnung k in den Windkessel g und die Luftleitung i bis zu dem Ruhewasserspiegel HW im Sammelbehälter j. Die im Windkessel g befindliche Luft kann zunächst über die Luftleitung i entweichen, bis deren untere Öffnung am Grund des Windkessels g überflutet ist. Das weiterhin im Windkessel g ansteigende Wasser verdichtet die darin eingeschlossene Luft so weit, bis das Luftpolster der umgebenden Wassersäule im Sammelbehälter j und in der Luftleitung i das Gleichgewicht hält. Die Dichtung n verhindert das Entweichen des Luftpolsters durch das Wellenführungsrohr (f) nach oben. Sobald die Pumpe anspringt, fördert das Schaufelrad b über den Einlaufseiher d die im Sammelbehälter j befindliche Flüssigkeit in die nicht dargestellte Druckleitung.-. Gleichzeitig fördert das Hilfsförderrad e die in der Luftleitung i und im Windkessel g stehende Flüssigkeit über die Saugöffnung k ebenfalls in die nicht dargestellte Druckleitung der Pumpe. Beide Schaufelräder arbeiten während dieser Periode genau wie zwei parallelgeschaltete Kreiselpumpen auf die gleiche Druckleitung, und zwar so lange, bis das Hilfsförderrad e den Windkessel g vollständig entleert hat. Seine Förderung hört jetzt auf, das Hilfsförderrad hält durch seine Rotation der Druckwassersäule das Gleichgewicht und verhindert ein Rückströmen in den Windkessel g. Bereits ehe das Hilfsförderrad e den letzten Wasserrest aus dem Windkessel g abgesaugt hat, ist die vorher überflutete Mündung der Luftleitung i am Grund des Windkessels frei geworden. Der Windkessel ist über die Luftleitung i mit der Atmosphäre verbunden, vorher etwa eingetretene Luftverluste werden ersetzt. Beim Stillstand der Pumpe wiederholt sich der Vorgang wie beim Eintauchen, das Fördergut steigt wieder in den Windkessel und die Luftleitung, wobei das Luftpolster im Windkessel g wieder verdichtet wird.When the pump is immersed in the liquid in the collecting tank j, it rises via the inlet strainer d, suction opening 1, paddle wheel b, auxiliary feed wheel e and suction opening k into the air tank g and the air line i to the still water level HW in the collecting tank j. The air in the air chamber g can initially escape via the air line i until its lower opening at the bottom of the air chamber g is flooded. The water, which continues to rise in the air tank g, compresses the air trapped therein until the air cushion of the surrounding water column in the collecting tank j and in the air line i maintains equilibrium. The seal n prevents the air cushion from escaping upwards through the shaft guide tube (f). As soon as the pump starts up, the paddle wheel b conveys the liquid in the collecting tank j via the inlet strainer d into the pressure line, not shown. At the same time, the auxiliary impeller e conveys the liquid in the air line i and in the air tank g via the suction opening k likewise into the pressure line of the pump, which is not shown. During this period, both paddle wheels work exactly like two centrifugal pumps connected in parallel on the same pressure line, until the auxiliary feed wheel e has completely emptied the air chamber g. Its promotion now ceases, the rotation of the auxiliary impeller keeps the pressure water column in equilibrium and prevents backflow into the air chamber g. Even before the auxiliary feed wheel e has sucked the last water residue out of the air chamber g, the previously flooded mouth of the air line i at the bottom of the air chamber has become free. The air chamber is connected to the atmosphere via the air line i; any air losses that may have occurred beforehand are replaced. When the pump comes to a standstill, the process is repeated as when it is immersed, the material to be conveyed rises again into the air chamber and the air duct, with the air cushion in the air chamber g being compressed again.

Für die sichere Funktion der Einrichtung gemäß der Erfindung ist es erforderlich, daß das Hilfsförderrad e so dimensioniert und ausgebildet ist, daß es im Betrieb die vom Schaufelrad b erzeugte Druckhöhe plus der geodätischen Höhendifferenz zwischen dem Wasserspiegel HW im Sammelbehälter j und dem Waserspiegel HW im Windkessel g überwinden kann.For the safe functioning of the device according to the invention, it is necessary that the auxiliary conveyor wheel e is dimensioned and designed so that it is the pressure head generated by the paddle wheel b plus the geodetic height difference between the water level HW in the collecting tank j and the water level HW in the air tank g can overcome.

Es ist auch nicht erforderlich, daß das Hilfsförderrad e mit dem Schaufelrad b, wie in der Zeichnung dargestellt, derart vereinigt ist, daß die auf der Rückwand des Schaufelrades b angeordneten Schaufeln das Hilfsförderrad bilden. In der Zeichnung ist diese Konstruktion der Einfachheit halber dargestellt. Das Hilfsförderrad e kann selbstverständlich auch von dem Schaufelrad b getrennt angeordnet und seinem speziellen Zweck entsprechend ausgebildet sein.It is also not necessary that the auxiliary feed wheel e with the paddle wheel b, as shown in the drawing, is combined in such a way that the on the rear wall of the paddle wheel b arranged blades form the auxiliary conveyor wheel. In the drawing this construction is shown for the sake of simplicity. The auxiliary conveyor wheel e can of course also be arranged separately from the paddle wheel b and his special purpose be designed accordingly.

Für die sichere Funktion der Einrichtung gemäß der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß die obere Öffnung der Luftleitung i stets über die umgebende Flüssigkeit hinausragt, es genügt vollkommen, wenn sie so weit nach oben geführt wird, daß bei laufender Pumpe der Wasserspiegel so weit abgesenkt wird, daß die obere Öffnung nicht mehr überflutet ist,For the safe function of the device according to the invention it is it is not necessary that the upper opening of the air line i always over the surrounding If the liquid protrudes, it is completely sufficient if it is led up this far is that when the pump is running, the water level is lowered so far that the upper opening is no longer flooded,

Claims

Claim: Dirty water pump of vertical design, in which the seal arranged in the shaft passage is preceded by an air cushion in an air chamber, characterized in that the air chamber (g) with a downwards to approximately the bottom of the air chamber (g) and upwards to over the surrounding water level reaching air line (i) and that below the air chamber (g) an auxiliary conveyor wheel (e) is arranged, which during operation sucks the water that has penetrated into the air chamber (g) and the air line (i) from this and in promotes the pressure chamber of the pump. Documents considered: German Patent No. 315 320; French Patent Specification No. 1,140,757. U.S. Patents Nos. 2,784,672, 2,518,597, 1535,415. Prior Patents Considered: German Patent No. 1075,435.