DE1528833C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zweiseitig beaufschlagte Fliehkraftpumpe, deren Ansaugöffnungen des Pumpengehäuses im unteren Bereich einer die Einlaßöffnung aufweisenden Hauptpumpenkammer angeordnet sind, und deren Laufradwelle eine Dichtung in einer Kammerseitenwand und eine die Welle an der Innenseite dieser Kammerseitenwand umfassende und nach oben ausmündende Kammer durchsetzt, und an deren Hauptpumpenkammer oben eine Vakuumpumpe mit in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand in der Hauptpumpenkammer schwimmergesteuerter Ansaugöffnung angeschlossen ist.

Bei den bekannten Saugpumpen dieser Bauart weist die Laufradwelle eine Stopfbuchsendichtung auf. Die Arbeitsweise dieser Pumpen ist aufgrund der Leckage von Luft durch die Dichtung während und nach der Ansaugfüllung nicht zufriedenstellend, was eine ungünstige Flüssigkeitsströmung durch die Pumpe bewirkt.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurden Pumpen mit Stopfbuchsendichtungen versehen, die im Aufbau kompliziert sind und ständiger Wartung bedürfen sowie den Anwendungsbereich dieser Pumpen einschränken können. Außerdem gestatten diese Dichtungen immer noch eine gewisse Leckage von Luft, insbesondere nach einer gewissen Betriebsdauer.

Bei diesen bekannten Pumpen fehlt es an einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsstandes in der Pumpenkammer. Andererseits wird ein beachtlicher Teil der in das Pumpengehäuse gelangenden Luft von dem Sog des Laufrades erfaßt und damit die Leistung der Pumpe nachteilig beeinflußt. Diese Wirkung tritt auch dann ein, wenn eine Einrichtung zum Abfangen der die. Dichtung durchtretenden Luft vorhanden, nicht*aber an die Abführung dieser Luft gedacht ist.

In der DE-PS 4 45 764 ist das Problem der durch die Dichtung der Laufradwelle eindringenden Leckluft

ίο bereits angesprochen und ausgeführt (vgl. insbesondere S. 3, rechte Spalte, Zeilen 68 bis 77), daß durch die Packung in der Endwand eingedrungene Luft mittels eines Kanals in den oberen Teil der Pumpe gebracht werden soll, so daß sie nicht vom Laufrad angesogen wird.

Diese Vorrichtung nach der DE-PS 4 45 764 ist jedoch in der Praxis nicht geeignet diese Leckluft tatsächlich strömungsfrei abzuführen, da das Austreten der Luft aus dem zur Führung der Leckluft dienenden Kanal in den normalen oberen Pumpenraum an einer Stelle bewerkstelligt wird, die bei normalem Pumpenbetrieb erheblich unterhalb des Flüssigkeitsspiegels der Pumpe liegt. Auf diese Weise tritt die Luft aus dem sruhenden Wasser des Kanals nicht unmittelbar in den Luftraum über, sondern muß erst noch eine turbulent bewegte Wasserstrecke durchsetzen und wird demzufolge — entgegen der eigertClichen Absicht — doch vom Laufrad nach innen gesogen.
Erfindungsgemäß läßt sich die Leckluft bei einer Fliehkraftpumpe der eingangs genannten Art störungsfrei dadurch beseitigen und damit die Pumpenleistung erhöhen, daß die an der■ Kammerseitenwand angeordnete Kammer oberhalb des Flüssigkeitsstandes in die Hauptpumpenkammer ausmündet.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung tritt die Leckluft, die in der an der Kammerseitenwand angeordneten Kammer gesammelt und nach oben geführt wird, unmittelbar in den Luftraum über und kann somit unter keinen Umständen durch das Laufrad nach innen gesogen werden und damit die Förderleistung der Pumpe negativ beeinflussen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausfüh-

rungsbeispiel sowie an Hand der Zeichnung näher (^ erläutert werden. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Fliehkraftpumpe,
F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in F i g. 1 und F i g. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in F i g. 1.

Die in.der Zeichnung wiedergegebene Fliehkraftpumpe arbeitet als Saugpumpe zur Förderung von Wasser auf ein gewisses Niveau und ist mit einejr, ständig umlaufenden Hilfsvakuumpumpe (nicht dargestellt) versehen, weiche die Ansaugfüllung erzeugt und Luft während des Betriebes der Fliehkraftpumpe abzieht.

Die Pumpe gemäß der Erfindung besteht aus einer Hauptkammer 10, in deren unteren Teil ein Pumpengehäuse 11 angeordnet ist. Das mit einem Spiralgehäuse 12 versehene Pumpengehäuse umgibt ein auf dem Ende einer Welle 14 montiertes Laufrad 13, wobei sich die Welle durch eine öffnung in einer Seitenwand 15 der Kammer und durch eine mittige Zuflußöffnung 16 in einer Seitenwand 17 des Pumpengehäuses erstreckt. An der Durchtrittsstelle der Welle durch den unteren Teil der Kammerwand 15 ist die Welle 14 mit einer Stopfbuchsendichtung 18 versehen. Die Dichtung 18 weist einen gummiartigen oder ähnlichen flexiblen und federnden Haltering 19 auf, der mit seinem äußeren

Umfang an einem Flansch 20 der Kammerwand 15 festgelegt ist.

Eine zweite mittige Zuflußöffnung 21 ist in der gegenüberliegenden Wand 22 des Gehäuses 11 angeordnet, und wird von einer Nabe 23 am Ende der Laufradwelle durchsetzt. Dadurch ergibt sich ein ringförmiger EinlaU auf beiden Seiten des Laufrades, wobei diese Einlasse in den unteren Teil des Kammerinneren münden, welches selbstverständlich nach der Ansaugfüllung und während des Betriebes der Pumpe mit Wasser gefüllt ist.

Eine im Abstand zu der Kammerwand 15 nach innen angeordnete Trennwand 24 bildet eine Abscheidekammer 25, die sich von der Innenseite der Dichtung 18 aufwärts erstreckt. Die Dichtung 18 weist einen inneren Flansch 26 auf, und eine Reihe von, z. B. vier, Kronen 27 ist auf der gegenüberliegenden Innenfläche der Wand 24 angeformt. Diese Kronen umgeben die von der Welle 14 durchsetzte Öffnung in der Wand 24. Die Welle 14 durchgreift die Öffnung mit einem Spiel, doch ist dieses Spiel gering genug, um den Durchtritt von Flüssigkeit durch den Ringspalt zwischen der Welle und der Öffnung minimal zu halten.

Der obere Teil der Kammer 10 dient 'als ein Wasserreservoir und als eine Schwimmerkammer, die mit einem Einlaß oder einer Säugöffnung 28 für den Zufluß des Wassers und am Kopf mit einer ventilgesteuerten öffnung 29 versehen ist, welche oberhalb der Saugöffnung liegt und mit der Hilfsvakuumpumpe über die Leitung 30 in Verbindung steht. Die Öffnung 29 wird durch ein Ventil 31 gesteuert, das durch den bei 33 schwenkbar gelagerten Schwimmer 32 betätigt wird. Das Ventil 31 gibt die Verbindung mit einer Vakuumpumpe frei, wenn der Schwimmer bei Gegenwart einer übermäßigen Menge Luft in der Reservoirkammer unter ein vorbestimmtes Niveau fällt. Der Schwimmer 32 betätigt weiterhin ein Ventil 34 zur Regelung einer zur Atmosphäre offenen Belüftungsöffnung 35, wobei diese Öffnung freigegeben wird, wenn der Wasserspiegel über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt.

Die Welle 14 wird durch entsprechende Mittel angetrieben, z. B. durch eine direkt gekuppelte Antriebsmaschine (einer sogenannten I.C.-Maschine). Das Federvermögen der Dichtung 18 nimmt die von derartigen Antriebsmaschinen erzeugten Schwingungen auf. Die Vakuumpumpe kann ebenfalls von der drehenden Welle angetrieben werden.

Das Pumpengehäuse verläuft bei 36 tangential von der Spirale 12 nach oben und mündet in eine obere Teilkammer 37, wobei die Öffnung durch ein Klappenventil 38 gesteuert wird. Eine Abgabeöffnung 39 für den Abfluß des Wassers ist am Kopf der Teilkammer 37 angeordnet.

Bei dieser Ausführungsform ist das Schwimmergestänge und das Auslaßventil zweckmäßigerweise fest an die Kammer 10 und das Pumpengehäuse 11 angebaut.

Die beschriebene Pumpeneinheit ist selbstansaugend. Bei Betriebsbeginn sind das Klappenventil 38 und das Belüftungsventil 34 geschlossen und die Vakuumpumpe zieht die Luft aus der Kammer 10 ab, und zwar jegliche Luft, die durch die Stopfbuchsendichtung 18 leckt, so daß durch die Saugleitung Wasser nachgesaugt wird und durch die öffnung 28 zufließt. Das Wasser füllt die Kammer 10 bis zu einem Niveau oberhalb der Einlasse 16, 21 im Pumpengehäuse, wird durch diese Einlasse angesaugt, und durch das drehende Laufrad 13 nach oben gefördert. Das nach oben strömende Wasser öffnet das Klappenventil 38 und durchströmt die Abgabeöffnung 39.

Im Betrieb, insbesondere bei großen Saughöhen und Laufradgeschwindigkeiten befindet sich die Zuflußöffnung 16 in einem Unterdruckbereich, und dies erhöht selbstverständlich den Betrag oder die Wahrscheinlichkeit einer Luftleckage durch die Stopfbuchsendichtung 18. Jedoch tritt die durch die Dichtung leckende Luft in die Kammer 25 ein und strömt aufwärts zur Absaugung

H) durch die Vakuumpumpe, so daß der Pumpenbetrieb nicht beeinträchtigt wird. Der Querschnitt der Kammer muß groß genug sein, um die aufwärtsströmende Luft von dem Wasser zu trennen und somit eine ausreichende Absaugung durch die Vakuumpumpe zu erwirken;

ι") die Luft strömt schon allein aufgrund der Schwerkraftverhältnisse nach oben, so daß die Anordnung einer Abscheidekammer von großer Bedeutung ist.

Bei hohen Laufradgeschwindigkeiten wird die Dichtung 18 durch die Saugwirkung auf ihre Innenfläche zur Anlage an den anliegenden Teil der Wand 24 gezogen. Jedoch verhindern die Kronen 27 eine solche Berührung und verringern die Möglichkeit des unmittelbaren Eintretens von Leckluft in den Spalt zwischen der Welle 14 und der Öffnung in der Wand 24. Darüberhinaus brechen die vorspringenden Kronen die Wirbel, die sich um die der Welle 14 anliegendeirTeile aufbauen können.

Außerdem kann die mindern .zufließenden Wasser

eitigesaugte Luft an die Oberfläche des Wassers im Reservoir steigen, um durch die Vakuumpumpe entfernt zu werden.

Der Vorzug der erfindungsgemäßen Pumpe liegt darin, daß eine hohe Laufradgeschwindigkeit und ein hoher Förderdruck erreicht werden können, ohne daß irgendwelche Betriebsgrenzen auf Grund von Luftlekkage in den Einlaufdüsen des Laufrades gesetzt werden müssen. Durch die Anordnung von zwei Einlassen (16, 21) in dem Pumpengehäuse wird die Leitungsfähigkeit verbessert. Die von dem unteren Teil der Reservoirkammer versorgten Einlasse ergeben nicht nur einen großen Zuflußquerschnitt, sondern auch einen axialen Ausgleich des Laufrades 14. Weil das Pumpengehäuse unter dem Wasserspiegel liegt, wird jegliche Undichtigkeit in der Spirale 12 ausgeschaltet.

Der Aufbau der Pumpe ist einfach und robust und die Teile des Pumpengehäuses können um das Laufrad 13 angeordnet werden. Das Spiralgußstück, das hinsichtlich des Gießens geringe Schwierigkeiten bereitet, erstreckt sich seitwärts unter Bildung eines wesentlichen Teiles der Wände der Reservoir- und Teilkammer. Die

so Kammer und Teilkammer werden durch einen entsprechenden Deckel 40 vervollständigt. Die Stirnwand 15 der Kammer kann die Wand eines Nebengehäuses zur Aufnahme eines Teiles des Antriebs bilden. Die gegenüberliegende Wand der Kammer besteht aus einer ebenen Platte 41, die leicht zur Beobachtung oder Wartung des Pumpeninneren entfernt werden kann.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist die Dichtung 18 eine federbelastete Dichtung. Dabei ist eine innere Schulter an der Welle 14 angeformt, und die Dichtfeder erstreckt sich zwischen einem ersten, an dieser Schulter anliegenden Dichtungsring und einem zweiten Dichtungsring, der an eine in einer Ausnehmung der Kammerwand 15 angeordneten Buchsenring anliegt. Somit ist die Dichtung in der Abscheidekammer 25 untergebracht und die erste Dichtungsscheibe in der öffnung der Trennwand 24 angeordnet, um den Flüssigkeitsstrom durch diese öffnung minimal zu halten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

28 H33 Patentansprüche:

1. Zweiseitig beaufschlagte Fliehkraftpumpe, deren Ansaugöffnungen des Pumpengehäuses im unteren Bereich einer die Einlaßöffnung aufweisenden Hauptpumpenkammer angeordnet sind, und deren Laufradwelle eine Dichtung in einer Kammerseitenwand und eine die Welle an der Innenseite dieser Kammerseitenwand umfassende und nach oben ausmündende Kammer durchsetzt, und an deren Hauptpumpenkammer oben eine Vakuumpumpe mit in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand in der Hauptpumpenkammer schwimmergesteuerter Ansaugöffnung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Kammerseitenwand (15) angeordnete Kammer (25) oberhalb des Flüssigkeitsstandes in die Hauptpumpenkammer (10) ausmündet.

2. Fliehkraftpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der Kammerseitenwand (15) ein Flansch (20) zur Befestigung der Dichtung (18) mittels eines federnden Halterings (19) angeordnet ist.

3. Fliehkraftpumpe nach Anspruch 1 'oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Dichtung (18) zugekehrten Seite der die Kammer (25) von der Hauptpumpenkammer (10) trennenden Wand (24) um die von der Welle (14) durchsetzte öffnung mindestens eine Krone (27) angeordnet ist.

4. Fliehkraftpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpengehäuse aus zwei seitlichen Gußstücken (17, 22) und einem Spiralgehäuse (12) besteht, das den Boden der Hauptpumpenkammer (10) bildet.