DE1453712A1 - Schleuderpumpe - Google Patents

Description

Firma AJEM LABORATORIES, INC. 38899 Schooleraft Road Livonia, Michigan / U.S.A.

Schleuderpumpe
Priorität: 6. Oktober 1961 U.S.A. Nr. 143 355

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe zum Pumpen von Flüssigkeit mit erhöhtem förderdruck. Sie hat insbesondere eine Schleuderpumpe mit.umlaufendem Flügelrad -zum Gegenstand.

In den älteren USA Patentschriften 2 873 685 und 2 890 sind Pumpen zum Fördern von Flüssigkeiten für Druckwäscher u.dgl. beschrieben. Die in diesen Patentschriften vorgeschlagenen Pumpen haben sich mit großem Erfolg in Druck-Wäschern für die Metallindustrie sowie in Luftwaschkammern u.dgl. bewährt. Indem man jedoch, um die Leistung und den Wirkungsgrad derartiger Waschanlagen zu steigern, zunehmend höhere Drucke verwendet, hat sich ein Bedarf nach höheren Förderdruoken, größeren Fördermengen und erhöhten Förder- gesohwindigkeiten ergeben. Erfindungsgemäß wird diesem Bedarf mittels einer Pumpe Reohnung getragen, die sowohl mit

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niedrigen als auch mit sehr hohen Drehzahlen arbeiten kann, sodass mit sehr unterschiedlichen Pumpgeschwindigkeiten und Pumpdrucken gepumpt werden kann.

Ein Bedarf an derartigen Pumpen hat sich auch in Verbindung mit dem Uaßabstrahlen von industriellen Fertigteilen mit Hilfe von Schleif- oder Schmirgelschlamm, suspendierten "3trahl"-Teilchen sowie anderweitigen Peststoffsuspensionen entwickelt, mit denen beträchtliche Mengen an suspendierten Peststoffen in die Pumpen eingetragen werden, die in die engen Spiel- oder Zwischenräume zwischen sich drehenden oder gleitenden !Teilen gelangen und dort einen sehr schnellen Verschleiss und ein entsprechendes Absinken des Wirkungsgrades verursachen, sodass die entsprechenden Teile häufig ausgewechselt und ersetzt werden müssen. Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, dass diese Spielräume so weit gemacht werden, dass die suspendierten Peststoffe hindurchtreten können, ohne ein "Abshleifen" zwischen den gegeneinander bewegten Flächen zu verursachen. An sich sollte man erwarten, dass dadurch von vornherein diejenige wesent-· .liehe Verschlechterung der Arbeitsweise auftreten würde, die

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in sich bei den bekannten Pumpen infolge von Verschleiss und ο

Abrieb ergibt; überraschenderweise wurde jedoch gefunden, dass durch verhältnismäßig einfache und wenig kostspielige Änderungen in der Ausbildung der Pumpe sich tatsächlich ein

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verbesserter Wirkungsgrad und eine vergrößerte Vielseitigkeit im Betrieb sowie Anpassungsfähigkeit an verschiedenartige Verwendungszwecke erreiohen läßt» Mit der erfindungsgemäßen Pumpe lassen sioh Flüssigkeiten, die erhebliche Mengen an suspendierten Peststoffen enthalten,verarbeiten.

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Indem das Pumpenrad mit Durchlässen ausgestattet ist, die mit gleichförmigem Querschnitt vom Einlaß in der Uähe der Mitte "bis zum Außenumfang verlaufen, wird die hindurchströmende Flüssigkeit am Raaumiang durch diejenige Zentrifugalkraft unter Druck gesetzt, die durch die Drehung des Pumpenrades sowie durch das "Ausscheren" oder "Kämmen" der Flüssigkeit 'über die konvexe Stirnfläche der Pumpenradflügel erzeugt wird. Da der sich mit wachsenden Radien vergrößernde Umfang normalerweise zur Folge haben würde, dass zwischen den Pumpenradflügeln ein sich von der Mitte zum Umfang hin erweiternder Kanal entsteht, wird der gleichförmige Querschnitt des Kanals oder Durchlasses dadurch erreicht, dass man anstatt der Zwischenräume die Trennwandungen erweitert. Dies hat zur Folge, dass am Radumfang Flüssigkeitsstrahlen aus den Öffnungen der durch die breiten Enden dex* Trennwandungen getrennten Kanäle austreten. Da durch die hochtourige Drehung des Pumpenrades ein hoher Druck in der Flüssigkeit erzeugt wird, stoßen diese Flüssigkeitsstrahlen in den lichten Raum am Radumfang und überstreichen diesen Raum in Richtung gegen den Auslass. In diesem Raum durchsetzen die Flüssigkeitsstrahlen solche Flüssigkeiten, die durch axe verhältnismäßig weiten Spielräume zwischen dem Pumpenrad und dem Gehäuse eingesickert ist, wobei diese Flüssigkeit dur^n Strahlwirkung beschleunigt und in den Auslasskanal gesogen wird.

Aufgrund des Bernoullischen Prinzips hat diese Beschleunigung zur Folge, dass der Druck um die erwähnten Flüssigkeitsstrahlen am Umfang des Pumpenrades absinkt, sodass das Pumpenrad

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Flüssigkeit aus dem Fiederdruckgebiet in der Hähe der Einlassöffnung ansaugen kann und ein Aussickern von Flüssigkeit durch, das Gehäuse und die zentralen Dichtungen vermieden wird.

Um weiter ein Aussickern in der Mitte und ein Aufateigen von Flüssigkeit auf der sich drehenden Antriebswelle zu verhindern, ist erfindungsgemäß ein vorstehender Flansch als "Spritzring¹¹, ■ der solche aufsteigende Flüssigkeit abschleudert, sowie oberhalb davon eine Trennscheibe oder ein Prallblech vorge- . sehen derart, dass die etwa den Flansch erreichende Flüssigkeit durch Zentrifugalkraft fortgeschleudert und durch das Prallblech am weiteren Hochsteigen verhindert wird.

Trotz des verringerten Druckes in der um die Strahlen herum beschleunigten Flüssigkeit hat die Flüssigkeit in den Strahlen selbst einen verhältnismäßig hohen Druck, sodass, wenn die Beschleunigungszone durchlaufen ist, der Druck in der Förderleitung verhältnismäßig hoch ist. Dieser Druck sowie die Geschwindigkeit und das Volumen der geförderten Flüssigkeit hängen natürlich von der Drehgeschwindigkeit, des Pumpenrades ab, und ein mit den erfindungsgemäßen Pumpen erhältlicher Vorteil besteht darin, dass man durch Verwendung eines Antriebsmotors entsprechender Drehzahl und leistung nahezu jeden beliebigen Druck und jede beliebige Förderleistung erhalten kann.

Während bei den vorbekannten Schleuderpumpen es üblich war, ein Gehäuse mit einem mit Pumpenflügeln ausgerüsteten Rotor vorzusehen, um Ei im Gehäuse einen Drehfluss oder Kreiselfluss zu erzeugen, bildet bei der erfindungegemäßen Pumpe das

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Pumpenrad eine abgeschlossene Einrichtung, die von schraubenförmigen, an den Enden offenen, ;)edoch dazwischen abgeschlossenen Kanälen von der Mitte nach dem Umfang hin durchsetzt wird.

Da -keine Paokungsdichtungen vorhanden sind, arbeitet eine derartige Pumpe mit sehr wenig Reibung und läßt sich die ■ Pumpe vorteilhafterweise im in den Pumpflüssigkeitsbehälter ( eingetauchten Zustand betreiben. Engere Spielräume, beispielsweise 0,076 bis 0,20 mm (0,003 bis 0,008 Zoll), können dann verwendet werden, wenn es sich erweist, dass dadurch keine Gefahr des "Absohleifene" oder "Pestfressens" mit suspendierten Feststoffen verursacht wird (und sogar noch kleinere Spielräume, wenn die Pumpflüssigkeit keine suspendierten leuchen enthält); man kann aber auch größere Spielräume vorsehen.

Da die das Pumpenrad durchsetzenden Kanäle einen konstanten Querschnitt haben, verläuft der Fluss durch das Pumpenrad in kontrollierterer Weise und werden die Geschwindigkeit und der Druck wirkungsvoller entwickelt; außerdem wird das Pumpenrad weniger durch in der Strömung suspendierte feststoffe angegriffen. Ferner ist, da die Trennwandungen zwischen den Kanälen über den größten Teil ihrer Länge viel dicker sind, das Pumpenrad stärker und stabiler sowie widerstandsfähiger gegen Verschleiss.

Das überlauf- oder Übergangsstück zwischen dem flachseitigen Auslass aus^Jdem zylindrischen oder schraubenförmigen Inneren des Pumpenradgehäuses und der runden Bohrung des Förderrohres hat sioh überraschenderweise als sehr wesentlich

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erwiesen. Dieses Übergangsstück, in der gezeigten Ausbildung, sorgt für eine glatte, im wesentlichen turbulenzfreie Strömung, durch die zusätzliche Verluste in der Flüssigkeitsströmung, die den Wirkungsgrad herabsetzen würden, vermieden werden.

Durch die Verwendung von spiraligen oder schneckenförmigen Pumpenrad-"Flügeln" oder Trennwandüngen wird erreicht, dass die Vorwärtsbewegung der Flüssigkeit nach dem Austritt aus dem Pumpenrad kontrolliert verläuft, dass zwangsläufig ein erhöhter Druck entsteht, und dass sich der Verschleiß verringert.

In der nachstehenden Beschreibung und in den beigefügten Zeichnungen ist eine bevorzugte'Ausführungsform der Erfindung beschrieben bzw. dargestellt. Es sind ferner bestimmte Abwandlung⁰¹¹ und Alternativvorschläge unterbreitet, wobei Jedoch dieselben nicht als erschöpfend aufzufassen sind, sondern viel- · mehr lediglioh dazu dienen, das Verständnis der Erfindung und ihrer Anwendung in der Praxis zu erleichtern, sodass selbstverständlich die Erfindung sich auch noch in anderer Weise so abwandeln und verändern läßt, wie es dem jeweiligen Verwendungszweck am besten entspricht.

In den Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 eine axiale Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Pumpe;

Pig. 2 eine isometrische Axialschnittansioht der Pumpe nach Fig. 1 in auseinandergezogener Anordnung;

Pig. 3 eine Grundrißansicht des Pumpenradgehäuses mit dem Übergangsmundstück;

Pig. 4 eine schematische Grundrißansieht der Anordnung der

Pumenrad-"Plügel" oder Trennwandungen-, von oben gesehen, wobei die Oberplatte entfernt, jedoch duroh gestrichelte Linien angedeutet ist;

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Fig. 5 eine Endansicht des Übergangsmundstückes, gesehen von rechts in Fig. 3;

Fig. 6 eine von unten gesehene Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Oberplatte, jedoch unter Weglaseung der Antriebswelle und der dazugehörigen Lager;

Fig. 7 eine Sohnittansicht längs der Linie 6-6 in Fig. 1, nach unten gesehen, jedoch unter Weglassung der Welle und Lager; und

Fig. 8 eine vergrößerte axiale Querschnittsanaicht eines Teiles des Pumpenrades und Pumpenradgehäuses.

Das in den Zeichnungen gezeigte Pumpenrad oder der Läufer 10 besteht aus einer Ober- oder Dachplatte 12 und einer Bodenplatte 14 sowie einer Reihe von im gleichen Abstand voneinander angeordneten schraubenförmigen Flügeln 16 in der in Fig. 4 gezeigten Anordnung, die jeweils an die beiden Platten angeschweißt sind. Der Einsaughals 18 besteht aus einem Rohrstück 17 mit einem schmalen Flansch, der an die Bodenplatte 14, die ein der Bohrung des Rohrstüokes entsprechendes Loch hat, angeschweißt ist, sodass die Einsaugöffnung bis ins Innere des Läufers 10 geführt ist. Ein ähnliches, jedoch kleineres an die Dachplatte 12 um eine entsprechende öffnung ausngeschweißtes Rohr bildet eine Befestigungsund Antriebsmuffe 20, die mit ihrer Bohrung auf das Ende der Antriebswelle 22 aufgekeilt ist und eine Keilnut 24 hat.

Das Pumpenradgehäuse wird durch eine Bodenplatte 26 gebildet, an deren Außenrand eine Umfangswandung 28, welche die in Fig. 2 und 3 gez eigte Form hat und mit einem Flansch 29 versehen ist, angeschweißt ist. Wie man sieht, verläuft diese Außenwandung über den größten Teil ihres Umfangs schraubenförmig oder spiralig mit allmählich sich vergrößerndem Radius, wobei sie jedoch an einer Seite tangetial wird und im wesentlichen längs

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einer Tangente nach, dem Übergangsmundstuck 32 verläuft. Am Mundstück befindet sich ein Plansch 34 mit Schraubenlöchern 35 (s.Fig.5) zum Befestigen an einer Druckleitung (nicht gezeigt). Eine in Pig. 3 durch gestrichelte Linien angedeutete Trennwand kommt mit ihrer Spitze oder Kante 36 dem Kreis des Pumpenrotors sehr nahe und divergiert dann zunächst .mit kürzerem Radius von einem gegen die Wandung versetzten Zentrum und nachher mit zunehmend größeren Radien und von entsprechend immer weniger vom Zentrum des Rotors versetzten Zentren. Eine Dachplatte 38 ist auf die Oberseite des Pumpenradgehäuses aufgepaßt, ausgenommen in der Nähe der Auslaßöffnung, wo die Schraubenlöcher dem Rand oder der Kante so nahe kommen (wegen des kürzeren Radius), dass die Dachplatte bündig abschneidend mit dem Außenumfang der Wandung über den Wandungsrand gepreßt ist. Beträchtliche Spielräume sind oberhalb und unterhalb des Rotors vorgesehen; beispielsweise kann bei einer Pumpe, die 500 Gallons (1 Gallon = 3₉785 Liter) pro Minute pumpt und mit einer Drehazahl von ungefähr 3000 U.p.M. arbeitet, der Spielraum 7.94 mm (5/i6 Zoll) unterhalb und 4.76 mm (3/16 Zoll) oberhalb betragen; bei einer Pumpe mit 1200 U.p.M. kann der Spielraum beispielsweise 11 mm (7/15 Zoll) unten und 9»52 mm (3/8 Zoll) oben betragen. Die Platte 38 ist an den Plansch 29 angeschraubt. Eine untere Dichtungsnabe 19 mit Einlaßöffnung ist ao an die Bodenplatte 26 angeschweißt, dass sie eine darin befindliche Mittelöffnung umgibt. Eine untere Einlaßdichtung 41 ist im Preßsitz in die Habe. 19 eingepaßt .

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Eine obere Nabe 40 ist an die Dachplatte 38 so angeschweißt, dass sie ein der Mittelöffnung in der Platte 26 entsprechendes Mittelloch umgibt.. Die Nabe 40 hat einen nach innen vorstehenden Hingflansch 43» der im strengen Paßsitz auf der dritten Stufe der abgestuften Antriebswelle 22 mit einem Spi-e^sitzt, das gerade ausreicht, Reibung zu vermeiden und suspendierte Feststoffe ohne Schleifen oder festfressen durchtreten zu lassen. Eine obere Dichtung 42 sitzt im Preßsitz in der Nabe 40 und dient als Dichtung und lager_xfür die Welle 22 oder, genauer gesagt, für die auf die Welle 22 aufgeschraubte Antriebsmuffe20.

Die Diohtungslager 41 und 42 und die entsprechenden lagerhälse (d.h. die Antriebsmuffe 20 und die Einlaßmuffe 17) haben ein Spiel, das ausreicht, möglicherweise abreibende oder festfressende suspendierte Teilchen frei hindurchströmen zu lassen. Da die Antriebsmuffe 20 im strengen Sitz durch die Mutter am Ende der Welle 22 aufgepreßt ist, kann an dieser Stelle keine Flüssigkeit aus dem Inneren des Rotors aussickern. Der verhältnismäßig lose Sitz der Dichtung 42 auf -der Welle gestattet dagegen ein Aussickern von Flüssigkeit nach oben aus dem Raum zwisohen dem Rotor 10 und der Dachplatte 38 des Gehäuses. Ein derartiges Aussickern wird bei der gezeigten Ausbildung durch zwei u wesentliche Faktoren auf ein Mindestmaß eingeschränkts 1. wird durch die hohe Drehgeschwindigkeit des Rotors 10 durch Zentrifugalwirkung sämtliche Flüssigkeit im Raum oberhalb des Rotors nach außen gedrückt und dadurch ein Druck in der Mitte, der einen Fluß durch den genannten Spielraum verursaohen könnte, weitestgehend vermiden; und 2. zwingt der über den oberen Rand der Lagermuffe 20 vorstehende Flanaoh 43

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auf der Nabe 40 diejenige Flüssigkeit, die trotz der genannten Zentrifugalwirkung in die Mitte einsickern kann, gegen die Zentrifugalwirkung wieder über das Ende der Muffe 20 nach innen und von dort durch den Spielraum zwischen der Habe 40 und der Welle 22 nach oben zu strömen.

Etwaige aus diesen Dichtungen entweichende Flüssigkeit kann lediglich bis zum Boden der vierten Stufe aufsteigen, wo die zur Wellenachse .senkrechte Fläche 45 aufgrund ihrer Zentrifugalwirkung als "Schleuderring" etwaige dorthin gelangende Flüssigkeit horizontal wegschleudert.

Die Dachplatte 38 des Eotorgehäuses ist ein Teil einer beliebigen Sockelanordnung, die ferner eine o.bere Sockelplatte 44, eine an die Platten 38 und 44 angeschweißte rohrformige Säule 46 und einen gerade oberhalb der Schleuderscheibe 50 an die Innenseite der Säule 46 angeschweißten ringförmigen Sims 48 aufweist. Die Scheibe 50 wird durch einen Ring 52 mit Klemmschrauben 53 in ihrer Lage festgehalten, wobei der Ring gegen die Scheibe 50 nach unten gestoßen und die Scheibe 50 gegen die Schulter zwischen der vierten und der fünften Stufe der Welle 22 geklemmt und dann in dieser lage mittels der Klemmschrauben 53 festgestellt wird. Die Wandung .der Sockelsäule 46 ist mit Öffnungen oder Bohrungen 54 und 55 versehen.

Die Schleuderscheibe 50 kann aus irgendeinem beliebigen Material erheblicher Festigkeit bestehen. Gewöhnlich verwendet man dafür Stahl oder Messing oder einen Kunststoff, beispielsweise synthetischen Kautschuk. Sie hat die Aufgabe, etwaige längs der Welle nach oben steigende Flüssigkeit durch Zentrifugalkraft abzuschleudern. Der Sims 48 hat eine Mittelöffnung, die

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gerade groß genug ist, um die Welle mit der darauf aufgepaßten Schleuderscheibe 50 einzusetzen; der Sims befindet sich oberhalb der Schleuderscheibe, sodass die von der Scheibe abgeschleuderte Flüssigkeit unter den Sims 48 geht. Vorteilhafterweise liegt der Flüssigkeitsspiegel im Behälter zwischen den Öffnungen 54 und 55 und unterhalb des Niveaus des Sinfes 48.

Die Oberplatte 44 der Sockelanordnung, der untere Lagerring 60 und das untere Lager 62 sind mit Hilfe von durch die Löcher 61 in Gewindelöcher 61' eingeschraubten Schrauben (nicht gezeigt) befestigt. Unter die Löcher 61* Bind Kerben oder öffnungen 55 eingeschnitten, sodass die Enden der Schrauben (nicht gezeigt) unterhalb der Platte 44 vorstehen. Die Oberplatte 44 und die.Bodenplatte 57 einer Wellenabdeckung sind durch Löcher 58' in Schraublöcher 58 im unteren Lagerring 60 eingeschraubt. Die Bodenplatte 57 ist an die Dachplatte des Behälters, in den die Pumpe eingetaucht ist, angeschraubt. Das sohematisch bei 60 angedeutete bzw. durch den Ring 60 eingespannte Lager befindet sich somit oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und gewährleistet eine einwandfreie Lagerung und Befestigung der Weile 22.

Ein Wellenachatzgehäu3e 64 dient zugleich als Halterung für dae schematisch bei 06 angedeutete obere Lager. Am oberen Ende der Welle 22 befindet sich eine Auflaufhaspel oder Scheibe für einen von einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) getriebenen Mehrfach-V-Riamen oder aber der Antriebsmotor selbst, wenn die Lagerung ausreichend starr ur.d stabil ist. Dieses als Lagerung dienende Wellenschutzgehäuse besteht aus einer Stahlplatte, die

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(s«Fig. 7) so abgebogen ist, dass drei Seiten und zwei Flansche 65 an der Vorderseite, zwischen denen eine Zugangsöffnung verbleibt, gebildet werden. Ein Winkeleisenstab 74 überspannt die Vorderseite und ist an die Plansche 65 angeschweißt. An den oberen Bändern der übrigen Seiten sind durch Abbiegen der Plansche 64 oder durch Anschweißen Plansche 76 gebildet. An den Planschen 74 und 76 ist eine Dachplatte 68 befestigt.

Auf das obere Ende der Welle 22 hinter dem Lager 66 ist eine Buchse oder Hülse 70 aufgekeilt. Die auf die Welle 22 aufgeschraubte Mutter 72 spannt den inneren Laufring des Lagers 66 auf der ViTeIle fest.

Das Überleitungsmundstück 32 nimmt die aus der rechteckigen Öffnung des Pumpengehäuses austretende Flüssigkeit auf und fördert sie in ein Rohr von kreisförmigem Querschnitt. Dieses Rohr ist so bemessen und ausgebildet, dass es eine im wesentlichen konstante Querschnittsfläche aufweist.

Die erfindungsgemäß ausgebildeten Pumpen lassen sich außerordentlich gut an wechselnde Betriebserfordernisse anpassen. Beispielsweise lassen sich die Pumpen für Förderleistungen von nur einigen wenigen Gallons pro Minute oder aber auch von tausenden von Gallons pro Minute bemessen. Ferner können die Pumpen für Drehzahlen von entweder nur einigen 100 U.p.M. oder von tausenden von Umdrehungen pro Minute bemessen werden. Bei einer gegebenen Pumpe lassen sich der Druck und die Fördermenge pro Zeitieinheit durch Erhöhen der Drehzahl steigern. So wurde z.B. bei einer Pumpe, wie sie in den Zeichnungen gezeigt ist, in einer bestimmten Größenausführung eine Förderleistung von 1200 Gallons p.M. mit einem

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Druck von 120 p.s.i. (1 p.s.i. = 0,07 ata) und in einer kleineren Ausführung eine Förderleistung von 500 Gallons p.M. erzielt. Beide Pumpenausführungen arbeiten-mit Drehgesohwindigkeiten von 1800 bis 4800 U.p.M. und lassen sich sogar mit noch größeren Drehzahlen betreiben, wenn ein größerer Druck oder eine größere Fördermenge pro Zeiteinheit erforderlich sind. Eine etwas größere, von einem 150 PS-Elektromotor mit 1775 U.p.M. angetriebene Pumpe förderte 1400 Gallons pro Minute mit einem Druck von 140 p.s.i. Nachstehend ist an Hand eines Beispiels zusammenfassend die Wirkungsweise einer Pumpe angegeben, die bei einer Nennleistung von 500 Gallons pro Minute mit 600 Gallons pro Minute Förderung betrieben wurde. Dabei handelt es sich um die in den Zeichnungen gezeigte Ausführung, unter Verwendung eines 50 PS-Elektromotors mit 1760 U.p.M. mit einer Pumpenauflaufhaspel von 13.72 cm (5.4 Zoll) Teilkreisdurchmesser und einer Motorauflaufhaspel von 27,94 cm (11 Zoll) Teilkreisdurchmesser. Die Pumpe arbeitet mit 3550 TJ.p.M. und liefert einen Wirkungsgrad von 75$ sowie einen Förderdruck· von 54 p.s.i. bei einer effektiven Nutzlast von 54 PS. Bei der gleichen Einrichtung, bei der lediglich die Pumpenauflaufhaspel durch eine solche von 15.24 cm (6 Zoll) Teilkreisdurchmesser ersetzt ist, erniedrigt sich die Pumpen^drehzahl auf 3220 U.p.M. und der Wirkungsgrad fällt geringfügig ab auf 73.5$, während der Förderdruck erheblicher, nämlich auf 87 p.s.i. abfällt bei 43 PS effektiver Nutzlast.

Durch Vornahme einer weiteren Änderung, indem man die Motor- auflaufhaspel duroh eine solohe von 21.84 cm (8.6 Zoll) Teil- kreiadurohmesser ersetzt (unter Beibehaltung der Pumpenauflauf-

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haspel τοη 15,24 cm = 6 Zoll), wird die Pumpendrehzahl auf 2550 U.p.M. herabgesetzt, wobei der Wirkungsgrad im wesentlichen der gleiche wie zuvor bleibt, jedoch der Förderdruck sich auf ungefähr 50 p.s.i« und die effektive Pferdestärke sich auf 22 PS erniedrigen»

Diese Pumpen arbeiten innerhalb des Bereiches der obenangegebenen Bedingungen sehr zufriedenstellend bei Förderleistungen von 300 bis 600 Gallons pro Minute. Sinkt die Förderleistung unterhalb dieses Bereiches,· so fällt der Wirkungsgrad sehr rasch ab, obwohl der Druck und die Nutzlast ungefähr gleich bleiben können. Dies bildet einen Gegensatz zu älteren Pumpen, die kein Überlaufmundstück von konstantem oder gleichförmigen Querschnitt haben. Bei derartigen älteren Ausbildungen würden der maximale Wirkungsgrad und Druck unter den gleichen Bedingungen bei einer Förderung von 300 Gallons pro■ Minute erreicht, und sowohl der Wirkungsgrad als auch der

^ Druck würden bei einer Förderung vpn 500 Gallons pro Minute

^ganz erheblich abgesunken sein und jenseits dieses Wertes so stark und rasch abfallen, dass von einer praktisch brauchbaren Arbeitsweise nicht mehr die Rede sein kann. Ebenso führt bei diesen bekannten Pumpen eise Srniedrigung der Förderleistung !unter 300 Gallons pro Minute öasu, dssa der Wirkungsgrad und ■ Ider Förderdruck fortschreitend abnehmen.

Der Förderdruck liann sogar noeli weiter erhöht werden, wenn man die erfindangsgemäßs Pumpe mit Drehzahlen oberhalb 3550 U.p.M. betreibt, Macht man das Spiel in ö.en Flüssigkeitedi ohtungen enger und sorgt man für eine präzisere Bearbeitung und ein präziseres Zusammenpassen der inrerej* Formteile, so ι kann man die Betriefcaeigeiisoh&fti-m gegenüber den oben angegebenen

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noch verbessern; jedoch liegt ein wesentlicher Vorteil dieser Pumpen darin, dass sie ohne solche besonderen kritischen Vorkehrungen zufriedenstellend arbeiten können und dass sie suspendierte Feststoffe und sogar Schmirgel oder Schleifmittel, die eine gewöhnliche Pumpe rasch zerstören wurden, verarbeiten können. Die Tatsache, dass die Pumpen in der lage sind, ihren hohen Wirkungsgrad bei Drehzahländerungen beizubehalten, macht sie für eine weitreichende Regelung und S"feuerung der Förderleistung und des Forderdruckes geeignet.

Zusammenfassend ist zu sagen, dass die erfindungsgemäße Pumpe die folgenden einmaligen und besonderen Merkmale aufweist:

Die Fähigkeit, leistungsfähig und über verhältnismäßig lange Zeiträume zu arbeiten, wenn sie in Flüssigkeiten eingetaucht ist, die suspendierte Feststoffe enthalten. Das UichtVorhandensein von engen, Reibung erzeugenden Dichtungen und die Verwendung stattdessen von Flüssigkeitsdichtungen oberhalb und unterhalb des Pumpenrades oder Rotors. Die Kontrolle oder Verhinderung des Ansteigens von Flüssigkeit längs der vertikalen Antriebswelle. Der bei hoher Flüssigkeitsförderung entwickelte verhältnismäßig hohe Druck. Die Verwendung von Pumpenradflügein, deren Querschnitt sich nach dem Umfang zu vergrößert, was eine bessere Regulierung der flüssigkeitsströmung und Druckentwioklung und einen geringen Verschleiss des Pumpenrades mit sich bringt. Die Möglichkeit mühelosen Zusammenbaues und Auseinanderbaues der Pumpe, Die Möglichkeit mühelosen Einbaues mit VorJustierung im Gehäuse und in den Lagern mit genauem ein-

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heitliehen Spiel in den Flüssigkeitsdichtung©», oberhalb und unterhalb des Pumpanradee. Bas für ©inen glatten fluss mit gleichförmigem Querschnitt bemessen© ülbsrlaufarandstüoki

Pat ent ansprtighes

Claims (1)

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   Patentansprüche

   Π.J Schleuderpumpe, gekennzeichnet durch ein in die Pumpflüsaigkeit einzutauchende8 schraubenförmiges Gehäuse mit einer Einsaugöffnung am Boden und einer förderöffnung auf eintr Seite mit einem tangentialen Überlaufmundstück, dessen Quersohnittsform allmählioh τοη der einen Rechteoköffnung an der Gehäuseseitenwand in den der kreisförmigen öffnung an dem Bohr Übergeht, wobei die Umfangswandung des Gehäuses schraubenförmig auegebildet ist und durch einen Pumpenradrotor, der im Gehäuse mit engem Spielraum an der Stelle seines kleinsten Badius angeordnet ist und einen in Richtung der tangentialen Übergangsstelle; des Gehäuses mit der Wandung des Mundstückes zunehmenden Spielraum aufweist, und eine Dachplatte und eine Bodenplatte sowie im gleichen Abstand voneinander angeordnete spiralige Pumpenradflügel hat, die untereinander so verbunden sind, daft zwisohen ihnen spiraiige, von einer Mittelöffnung naoh dem Spielraum SJR Umfang verlaufende Kanäle gebildet werden» und von der Kitte nach dem Umfang zu dioker werden, so daß die zwischen innen verlaufenden offenen Kanäle einen im wesentlichen konstanten Querschnitt haben» wobei die Flügel schraubenförmig gekrümmt und an ihren in Drehrichtung gegen das Pberlaufmundstück geriohteten Seiten konvex ausgebildet sind» so daf die flüssigkeit duroh Zentrifugalwirkung und Ximmwirkung gegen da· Mundstück gestoßen wird, wobei ferner 4er Boter eine naoh eben verlaufende Antriebswelle und einen

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   nach unten verlaufenden Binsaughals hat, der sowohl ölen als auch unten einen solchen Abstand vom Qehäuee hat, daJ die Abstände der Welle 12nd des Einsaughalaea vom Gehäuet enger sind öls zwischen anderen Seilen des So tors und dem Inneren des Gehäuses, und wobei, ferner der Betör insgesamt vom Gehäuse und anderen ortsfesten Ieilen im Abstand angeordnet ist und sich im Zwischenraum freie Flüssigkeit mit minimaler Beibung befindet und durch einen auf der Antriebswelle oberhalb des Flüssigkeitssplegels angeordneten Plansch, der etwaige längs der Welle aufsteigende flüssigkeit durch Zentrifugalkraft abschleudert mit einer oberhalb des Flansches angeordneten Trennscheibe un& einem zur Welle konzentrischen Loon,. die etwas größer ist als der Flansch derart, daß die vom Flansch abgeschleuderte Flüssigkeit unterhalb der !Trennscheibe verbleibtf und durch ein um die Welle angeordnetes vertikales Sttitagehäuse, das auf seiner Oberseite ein Lager für die Antriebsvorrichtung trägt und mit seinem Boden an einer starren Unterlage befestigt ist und ein in einem Five au oberhalb der !Trennscheibe angeordnetes unteres Itager für die Antriebswelle trägt, wohei das obere Lager als selbsteinstellendes Pendellager ausgebildet ist und beide Xtäger durch enge Spielräume, jedoch mit einem gewissen Luftspalt, ohne Packung» geschützt sind derart, daß eine im wesentlichen reibungsfreie Drehung stattfinden kann· -

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   2. Sohltuderpuape naoh Anspruch 1 mit einem tangentialea Auslas Ia tar Seitenwandung des $eh&u$es und einem ^uapenradrotor innerhalb des Gehäuses, dadurch gekennzeichnet. , dai der Hot or In Lagern, die gänzlich ©berhalb dee öehäuses page ordnet sind, gelagert ist, und vom ©ehäuse sowie den unbewegten teilen einen aueriiohendsn Abstand hat, um reibende Berührung aussuaohlislen, und dat in der Mitte des dehäueea eine nach dem Pumpenrad führende EinleJ&ffnung angeordnet ist·

   5· Sohleuderpus^e nach Anspruch 2_f dadurch gekenmieichnet, dafi der Eotar einen mit Spielraum in der läittelöffnung des Gehäuses «ingtpasten li&saughala sowi« mehrere sohraubenfuraige, alt der konvexen Seite ihrer Sehraubenkurre in Srehriohtu&g gerichtete Kanäle aufweist, die in der Mitte und SA ttsfang de a Eo tors offen, daxwieohea jedoch abgesohlossen ein! derart, dafi duroh rasche Drehung des Eo tor β die flileeigkeit yo& mittleren ÄinlaShale ker in form von Strahlen» Ale den Oa£aiigsrau& um den Botor bostreiohen, nach euSen «esohliU4ert wird·

   4· Sehltuier^iimg« nach Anspruch 3» ^adureh gekennzeichnet, dal 4le a»ge*ohloeeen*n Kanäle eine konstante Querschnitts-

   5* Sohietiterpttape naoh Aneprutva 3, dadurch gekennieichnet, AaJ |Um ianert 3nde d#T ei&selnem 'trennwände zwischen den

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   • Kanälen verhältnismäßig dünn ist und in die Flüssigkeit in ■ der Mitte einschneidet, und daß sich die Trennwände nach außen zu allmählich verdicken derart,, daß die Strahlen längs des Rotorumfanges im Abstand voneinander gehalten werden, wobei die äußeren Enden der Trennwände im wesentlichen auf einem Kreis liegen, dessen Eadius etwas kleiner ist als am Anfang der schraubenförmigen Gehäusewandung an der Seite des Auslasses.

   6. Schleuderpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spielraum oberhalb und unterhalb des Sotors im Gehäuse¹ ungefähr l/4 der Breite der Kanäle beträgt.

   7. Oberlaufmundstück für eine Schleuderpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine rechteckige Einlaßöffnung, die auf den Auslaß des Hotorgehäuses paßt, und eine runde Auslassöffnung, wobei eine Wandung des Mundstückes im wesentlichen tangential von' der Eechtecköffnung nach der Auslaßöffnung verläuft, und wobei der übrige Teil der Wandung zwischen den beiden öffnungen so ausgebildet ist, daß eine konstante Querschnittsfläche und ein glatter Strömungsweg von einem Ende zum anderen gfwahrt sind.

   ©. Schleuderpumpe zum Pumpen von llüssigkeitssuspensionen ua& verschmutzten flüssigkeiten mit geringem Yerschleiß naoh Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet

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   durch einen schneckenförmigen Körper und durch eine im wesentlichen Bankrechte angetriebene drehbare Welle und durch eine an der Wellenhalterung aufgehängte spiralige Trageinrichtung mit einer in der Mitte der Bodenfläche der Trageinriohtung angeordnete Dichtung» durch welche die drehbare Welle geführt ist und durch eine an der Srageinrichtung .aufgehängte Pumpschnecke mit einem mittleren Bineaugrohr in ihrem Boden und durch, eine Pumpenradanordnung mit parallel angeordneten Bundpl&tten, anriechen denen mehrere nach rückwärts geneigte !Flügel .verlauf en, wobei durch eine in das Bineaugrohr eingepaßte untere Zentralnabe Flüssigkeit aus dem Eineaugrohr angesaugt wird und ferner die Pumpenradflügel am Umfang der unteren Nabe beginnen und so geformt . sind, daß ei··an βamtlichen Stellen längs des Strömungs- --wegeβ der flüssigkeit zwischen dtn Flügeln nach dem äußeren Umfang der Pu»tnradanordnung einen ausreichenden Spielraum aufweisen, so daß teilohenförmige suspendierte Stoffe im wesentlichen frei hindurchtreten können, und die drehbare Wille in dtr Iaht der Trageinriohtung eine Schulter aufweist, die als 8chleu&erring wirkend etwaige durch, die obere Pumpenraddiohtung entweichende flüssigkeit abstößt t und duroh einen zweiten höher auf der drehbaren Wellt ange-

   ordneten Sohleuderring, wobei die Trageinrichtung in ihrer dta Schleuderring gegenüberliegenden Wandung 2i8eher für äse Entweichen Ton flüssigkeit aufweist und durch einen in

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   der Trageinriohtung dicht oberhalb eines zweiten Schleuderringe a angeordneten Simses zum Ablenken von ausspritzender

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   SÄ.

   flüssigkeit j wobei die Trage inrichtung aulerdem. "köcher in ihrer Wandung oberhalb des stationären Simses hat·

   9· Schleudervorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine drehbare angetriebene Welle, und'durch eine an die Wellenhalte rung angtechlossene Pumpschneeke mit einer zentral angeordneten Dichtungskappe, die vom der Welle durchsetzt wird, und einem aentral auf der der %lle entgegengesetzten Seite angeordneten ginsaugrohrj uäd . durch,in der Pichtungsksppe und 4eK Biaeaugr®hr sitzende Pumpenraddichtungen und durch ein eingeschlossene« Pumpenrad mit mehreren aach rückwärts geneigten Fliig®3ja, die so geforait sind, daß si® einem Flüsai^eitekanal Tea ken« etanter Querschnittsfläche bildeni.

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