DE1528763C3

DE1528763C3 - Kreiselpumpe

Info

Publication number: DE1528763C3
Application number: DE1528763A
Authority: DE
Inventors: Walter Umehisa Chagrin Falls Kaji; Victor Devereaux Euclid Sweeney
Original assignee: Metal Pumping Services Inc Cleveland Ohio (vsta)
Current assignee: Metal Pumping Services Inc Cleveland Ohio (vsta)
Priority date: 1963-02-06
Filing date: 1964-02-05
Publication date: 1974-01-24
Also published as: US3291473A; DE1528763A1; GB1048216A; DE1528763B2

Description

zuverlässig vermieden sind. Gleichzeitig soll diese Einrichtung eine selbstreinigende Wirkung besitzen, welche den einfachen, bisher für gleiche und ähnliche Zwecke verwendeten Filtern oder Sieben fehlt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einrichtung aus einer Ablenkscheibe besteht, die um die Achse der Einlaßöffnung drehbar angeordnet ist, und daß die Scheibe und der Rand der Einlaßöffnung einen bestimmten Abstand voneinander besitzen, der kleiner ist als die maximale Größe der festen Partikel, die mit dem Flüssigkeitsstrom in die Pumpe ein- und durch diese hindurchtreten könnten.

Die Ablenkscheibe bildet demzufolge mit der Einlaßöffnung einen Eintrittskanal mit solchen Abmessungen, daß der Eintritt von festen oder halbfesten Partikeln vorbestimmter Größe verhindert ist. Der Abstand der Ablenkscheibe von der Einlaßöffnung nach außen oder von der zylindrischen Wand der Einlaßöffnung radial nach innen ist maßgebend für die Größe der festen Partikeln oder Ansammlungen von festen oder halbfesten Teilchen, die in den Pumpenraum eintreten könnten. Dieser Abstand wird im Hinblick auf die Größe derjenigen Partikeln bemessen, die mit der Flüssigkeitsströmung in die Pumpe ein- und durch diese hindurchtreten können, ohne letztere zu verstopfen oder zu beschädigen.

Für den Fall, daß feste Partikel auftreten, die zu groß sind, um durch den Eintrittskanal zwischen der Ablenkscheibe und dem ortsfesten Umfang der Einlaßöffnung hindurchzugelangen, bewirkt die Drehung der Ablenkscheibe relativ zum Pumpengehäuse ein seitliches Wegschleudern dieser Partikel und trägt somit dazu bei, Ansammlungen solcher Partikel um die Einlaßöffnung herum zu verhindern. Dadurch wird wiederum eine Verstopfung der Einlaßöffnung weitgehend vermieden und gleichzeitig der Eintritt von zu großen Partikeln in den Pumpenraum verhindert. Ansammlungen von festen und/oder halbfesten Teilchen werden durch die gleiche Relativbewegung in ähnlicher Weise abgelenkt oder zerteilt, so daß sie ungehindert in die Pumpe und durch diese hindurchfließen können.

Der Einfluß der Ablenkscheibe auf die Flüssigkeitsströmung in die Pumpe hinein ist normalerweise unbedeutend, zumal in vielen Fällen die Einlaßöffnung überdimensioniert ist. In anderen Fällen wird durch die Ablenkscheibe die Gesamtdurchflußmenge deshalb nicht vermindert, weil die durch die Ablenkscheibe bewirkte Verkleinerung des wirksamen Einlaßöffnungsquerschnittes durch die Vermeidung jeglicher Verstopfung aufgehoben wird.

Die Erfindung ist besonders gut bei sogenannten Tauchpumpen anwendbar, aber auch bei Pumpen, die körperlich gänzlich isoliert von der Förderflüssigkeit angeordnet sind und nur über Saugrohre mit dieser in Verbindung stehen. Mit großem Erfolg wird sie auch auf Pumpen für geschmolzenes Metall angewandt, das durch schwimmende, mitgeführte oder abgesetzte feste und/oder halbfeste Stoffe, wie z.B. So Schmelzmittel, Schlacke, ungeschmolzenes Metall, Verunreinigungen, feuerfeste Teile und andere feste Fremdkörper verschmutzt ist. Gemäß der Erfindung ausgeführte Pumpen können ferner zur Förderung beliebig heißer oder kalter Flüssigkeiten verwendet werden, die Festkörper enthalten, welche zu einer Beschädigung oder Beeinträchtigung der Arbeitsweise der Pumpen führen könnten.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird anschließend an Hand der Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer Pumpe mit zum Teil geschnitten dargestellten Teilen, die in ein Bad aus geschmolzenem Metall eingetaucht ist,

F i g. 2 eine Schnittansicht im vergrößertem Maßstab entlang der Linie 2-2 der Fig. 1,

F i g. 3 eine weitere vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 3-3 der F i g. 2,

Fig.4 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der in F i g. 1 gezeigten allgemeinen Pumpenbauart, die eine andere Anwendung darstellt, und

F i g. 5 eine Schnittansicht eines Teils einer weiteren Pumpenausführung.

In F i g. 1 ist eine Pumpe 10 gezeigt, die teilweise in ein Bad aus geschmolzenem Metall 12 eingetaucht ist, welches ein geeigneter Behälter 14 enthält.

Der eingetauchte Teil der Pumpe (vgl. auch die F i g. 2 und 3) enthält ein Pumpenfußteil 16, eine axial und vertikal durch den Fußteil 16 verlaufende Bohrung 18 zur Aufnahme eines Kreiselrades und zur Bildung einer Einlaß.öffnung sowie ein Kreiselrad 20, das zur koaxialen" Drehung innerhalb der Bohrung bzw. Einlaßöffnung 18 auf einer koaxialen Welle 22 aufgeschraubt ist. Das Kreiselrad 20 hat in etwa die Form eines Topfes, der zum Ansaugen des geschmolzenen Metalls unterhalb des Fußteiles in den Topf umgekehrt ist. Mit der Bohrung bzw. Einlaßöffnung 18 ist eine Auslaßöffnung 30 verbunden.

In Anschluß an dem Gewindeabschnitt zur Befestigung des Kreiselrades 20 und unterhalb der Ebene, die durch die untere Seite 23 des Fußteiles 16 gebildet ist, erstreckt sich ein Abschnitt 24 der Welle 22 mit einem verminderten Durchmesser. Auf diesem Abschnitt 24 der Welle 22 ist eine Ablenkscheibe 26 aufgeschraubt, die um einen vorbestimmten Abstand S von der durch die Unterseite 23 des Fußteiles 16 gebildeten Ebene angeordnet ist. Dieser Abstand wird durch die Größe der festen Partikel oder des angesammelten Materials, die bzw. das abzuhalten oder abzulenken sind bzw. ist, bestimmt. Die Welle 22 dreht sich zusammen mit dem Kreiselrad 20.

Um einen hohen Wirkungsgrad bei der Ablenkung von festen Partikeln u. dgl. zu erzielen, ist der Durchmesser der Ablenkscheibe 26 vorzugsweise in etwa gleich dem der Bohrung bzw. Einlaßöffnung 18. Dies ist in den F i g. 1 und 3 dargestellt, die eine bevorzugte minimale Größe der Ablenkscheibe für diese Ausführung der Erfindung zeigen. Die Ablenkscheibe 26 kann auch wie bei dem in F i g. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel, einen wesentlich größeren Durchmesser als die Bohrung bzw. Einlaßöffnung 18 des Fußteiles besitzen. Wenn der Ablenkscheibendurchmesser erweitert ist, wird die Ablenkfunktion verbessert, gleichzeitig jedoch der Strömungswiderstand des geschmolzenen Metalls hinter der Ablenkscheibe in Richtung zum Kreiselrad erhöht.

Die Ablenkscheibe 26 kann auch, zumindest teilweise und koaxial innerhalb der Bohrung bzw. Einlaßöffnung des Fußteiles 16 eingelassen sein. Dies ist im Ausführungsbeispiel gemäß der F i g. 4, das anschließend beschrieben wird, gezeigt. Bei Verwendung eines Fußteiles mit einer etwas größeren Höhe als der Fußteil 16 gemäß der F i g. 1 kann eine Ablenkscheibe 44 mit vermindertem Durchmesser im

Boden des Fußteiles eingelassen werden. Die Eintrittsbegrenzung für feste Partikel ist im letztgenannten Fall durch den ausgewählten Abstand 5 des Außenumfanges 46 der Ablenkscheibe 44 von der Wand der Einlaßöffnung 48 radial nach innen bestimmt. In ähnlicher Weise kann die Anordnung der Ablenkscheibe 26 axial außerhalb der Ebene des Fußteiles, die, wie in F i g. 1 gezeigt ist, durch die Einlaßöffnung gebildet ist, bei der Vorrichtung gemäß der F i g. 4 vorgenommen werden, die eine nach oben gerichtete Einlaßöffnung aufweist.

Die Gesamtlänge der Welle 42 ist etwas kurzer als die der Welle 22 mit dem Kreiselrad 20, was darauf zurückzuführen ist, daß die Ablenkscheibe 44 über dem Kreiselrad 40 sich nicht außerhalb der Bodenfläche des Fußteiles befindet.

Bei der in F i g. 5 gezeigten Pumpe 50 sind am Pumpenausgang 58 eine obere Einlaßöffnung 64 und eine untere Einlaßöffnung 66 axial angeordnet. Eine Welle 72 erstreckt sich durch die beiden Einlaßöffnungen 64 und 66 und etwas über die Bodenfläche 76 des Pumpenraumes 58 hinaus nach unten.

Eine obere Ablenkscheibe 78 und eine untere Ablenkscheibe 80 sind in einem bestimmten axialen Abstand voneinander außerhalb der oberen Einlaßöffnung 64 bzw. der unteren Einlaßöffnung 66 auf der Welle 72 angeordnet, auf der auch ein Flügelrad

ίο 68 befestigt ist.

Der axiale Abstand S zwischen den Ablenkscheiben, die den Einlaßöffnungen zugekehrt sind, und den äußeren Flächen 76 und 82 des Pumpenraumes 58 ist in der gleichen Weise, wie vorstehend beschrieben, festgelegt.

Die Ablenkscheiben 78 und 80 besitzen jedoch einen wesentlich größeren Durchmesser als die Einlaßöffnungen 64 und 66.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kreiselpumpe mit einem Hohlkörper, der eine Einlaßöffnung, die sich entlang einer Achse erstreckt, und eine Auslaßöffnung sowie einen .Raum besitzt, der eine Verbindung zwischen den Öffnungen für den Durchtritt der Flüssigkeit vorsieht und mit Fördereinrichtungen, die mit dem Raum und den Öffnungen zusammenwirken, einen Flüssigkeitsstrom in die Einlaßöffnung saugen, durch den Raum treiben und durch die Auslaßöffnung herausführen, und mit einer Einrichtung zum Heraushalten von festen Partikeln aus der Pumpe, die von der Flüssigkeit mitgeführt werden und eine vorbestimmte maximale Größe überschreiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung aus einer Ablenkscheibe (26; 44; 78; 80) besteht, die um die Achse der Einlaßöffnung (18; 48; 64; 66) drehbar angeordnet ist, und daß die Scheibe und der Rand der Einlaßöffnung einen bestimmten Abstand (S) voneinander besitzen, der kleiner ist als die maximale Größe der festen Partikel, die mit dem Flüssigkeitsstrom in die Pumpe (10, 50) ein- und durch diese hindurchtreten könnten.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkscheibe (26) axial außerhalb der Einlaßöffnung (18) angeordnet ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkscheibe (44).innerhalb der Einlaßöffnung (48) angeordnet ist.

4. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche des Teiles (16), das die Einlaßöffnung (18) umfaßt, im wesentlichen flach ist und eine Ebene bildet, daß die Ablenkscheibe (26) von der Einlaßöffnung (18) axial nach außen in einen bestimmten Abstand (5) angeordnet ist und einen Durchmesser besitzt, der mindestens in etwa so groß oder größer ist als der der Einlaßöffnung, und daß die Scheibe (26) um eine Achse drehbar gelagert ist, die in etwa im rechten Winkel zu der Ebene steht und mit der Öffnung (18) in etwa fluchtet, wodurch Partikel oder Ansammlungen von festen oder halbfesten Materialien, die größer als der Abstand der Scheibe von der Ebene sind, die Einlaßöffnung nicht passieren können.

5. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kreiselrad (20) vorgesehen ist, das auf einer Welle (22) zur Drehung innerhalb des Raumes befestigt ist und die Flüssigkeit in die Einlaßöffnungen (18) saugt, durch den Raum treibt und schließlich durch die Auslaßöffnung (30) herausführt.

6. Pumpe nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (26, 44) auf der Welle (22, 42) befestigt ist, die das Kreiselrad (20, 40) dreht.

7. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Einlaßöffnungen (64, 66) und eine entsprechende Zahl von Ablenkscheiben (78, 80), die den jeweiligen Einlaßöffnungen zugeordnet sind, vorgesehen sind.

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem Hohlkörper, der eine Einlaßöffnung, die sich entlang einer Achse erstreckt, und eine Auslaßöffnung sowie einen Raum besitzt, der eine Verbindung zwischen den Öffnungen für den Durchtritt der Flüssigkeit vorsieht, und mit Fördereinrichtungen, die mit dem Raum und den öffnungen zusammenwirken, einen Flüssigkeitsstrom in die Einlaßöffnung saugen, durch den Raum treiben und durch die Auslaßöffnung herausführen, und mit einer Einrichtung zum Heraushalten von festen Partikeln aus der Pumpe, die von der Flüssigkeit mitgefühlt werden und eine vorbestimmte maximale Größe überschreiten.

Es ist bekannt (USA.-Patentschrift 2 243 585), zum Heraushalten fester Partikel aus der Pumpe entlang der Einlaßöffnung der Pumpe ein Sieb oder Filter vorzusehen. Um eine konstante Förderleistung der Pumpe zu erreichen, müssen diese Siebe oder.

so Filter jedoch relativ häufig ausgewechselt oder gereinigt werden.

Ferner ist es bei Kreiselpumpen der Eintauchbauart bekannt (USA.-Patentschrift 2 918 876), die Pumpenwelle durch die Einlaßöffnung hindurch zu verlängern und auf diesem-;;ver4ängerten Ende vor der Einlaßöffnung eine ZerkleTnerungseinheit in Form mehrerer hintereinandergeschalteter Scheiben zu befestigen, die die von der angesaugten Flüssigkeit mitgeführten Festpartikel zerkleinern, um eine Verstopfung oder gar Blockierung der Pumpe zu vermeiden. Die zerkleinerten Partikel gelangen bei dieser Ausführung jedoch nach wie vor in die Pumpe, wo sie einen Verschleiß der Pumpenteile bewirken, wobei die Gefahr einer Verstopfung der Pumpe nicht völlig ausgeschlossen ist.

Um von der zu fördernden Flüssigkeit mitgeführte Festpartikel aus dem Pumpenwellenlager herauszuhalten, ist es auch bereits bekannt (USA.-Patentschrift 1 791 547), eine Zahnscheibe dicht neben dem Pumpenwellenlager auf der Pumpenwelle so zu befestigen, daß es teilweise von dem Pumpengehäuse umfaßt wird. Diese Zahnscheibe hält zwar bei rotierender Pumpenwelle durch Zentrifugalwirkung Festpartikel vom Pumpenwellenlager fern, letztere können jedoch ungehindert in den Pumpenraum, gelangen und Störungen verursachen.

Dieser Nachteil haftet auch einer weiteren bekannten Pumpe (USA.-Patentschrift 1 556 656) an, in der nur das Gehäuse mit dem Pumpenwellenlager gegen den Eintritt von Flüssigkeit mit Festpartikeln ge-. schützt ist. Für den zuletzt genannten Zweck ist hier auf der Pumpenwelle ein Flügelrad in konischer oder flacher Bauart dicht neben einer Abschlußplatte des Gehäuses mit dem Wellenlager angeordnet, durch die sich die Pumpenwelle nach außen in das eigentliche Pumpengehäuse erstreckt. Das rotierende Flügelrad hält wiederum auf Grund der Zentrifugalwirkung die Flüssigkeit und eventuell Festpartikel aus dem schmalen Raum zwischen dem Flügelrad und der Gehäuseabschlußplatte heraus und verhindert dadurch deren Eintritt in das Wellenlagergehäuse.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei Kreiselpumpen die Einrichtung zum Heraushal-

ten von Festpartikeln derart anzuordnen sowie baulich zu vereinfachen, daß Verstopfungen der Durchflußkanäle in der Pumpe und/oder eine Blockierung der Pumpenteile und/oder Beschädigung der Pumpe