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Vertikalpumpe für Jauchegruben Die Erfindung bezieht sich auf eine
Vertikalpumpe für Jauchegruben,-keller und dgl. Sammelräume, bestehend im wesentlichen
aus einer Kreiselpumpe mit in einem, in ein Spiralgehäuse übersehenden Pumpengehäuse
umlaufenden Flügelrad, einem das Flügelrad über eine vertikale Welle antreibenden
Motor und einem an das Spiralgehäuse angeschlossenen Förder-zw. Druckrohr.
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Pumpen dieser Art sind in einer beträchtlichen Zahl von Ausführungen
bekannt. Bei den be annten Pumpen ist das Pumpengehäuse an seiner Bodenseite mit
einer Einströmöffnung versehen und an seiner Oberseite durch einen Deckel verschlossen.
Die Pumpenflügel sind als Radialschaufeln ausgebildet. Die vertikale Antriebswelle
ist vom Pumpengehäuse durch ein Wellenschutzrohr zum Motor gefthrt, wobei das Wellenschutzrohr
zugleich als Trägerrohr für den Motor ausgebildet ist. Pumpen dieser Art neigen
dazu, sich im Betrieb schon nach kurzer Laufzeit zu verstpfen.
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Derartige Verstopfungen sind einmal durch die sich absetzenden Dickstoffe,
zum anderen aber auch durch Wickelerscheinungen der
Pumpe bedingt,
die vornehmlich bei Schwemmentmistung und Treibmistaufstallung und die hierdurch
in der Jauche be@ findlichen langen Halme und dgl. auftritt. Zur Vermeidung derartiger
Verstopfungen ist es bekannt, am Pumpen-bzw.
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SpiralgehSuse verschließbare Nebenöffnungen vorzusehen, über die die
von der Pumpe gefdrderte Jauche unmittelbar in die Umgebung der Pumpe als Strahl
eingeführt wird, der zur Durchrührung des Grubeasumpfes dient. Bei Offnen dieser
Nebenöffnung wird lediglich der Grubeninhalt durchgerührt, die Förderung jedoch
unterbrochen. Nach Schließen der Nebenöffnung und Wiederaufnahme der Förderung setzen
sich jedoch die Feststoffe sehr rasch wieder ab, so daß schon nach kur. er Leit
eit ein erneutes Verstopfen der Pumpe auf'tritt. Insbesonuere bei stark eingedickter
Jauche und ganz besonders bei star-; vermisteter Jauche sind diese Pumpen nicht
oder nur nach ständigem Säubern in langwierigen und unangenehmen Zeiträumen entleerbar.
Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, unterhalb der Eintrittsöffnung im Pumpengehäuseboden
ein rotierendes Messer vorzusehen, das eine Zerkleinerung des zum Wickeln neigenden
Mistes herbeiführen und dadurch das Auftreten von Wickelerscheinungen und dadurch
bedingte Verstopfungen vermeiden soll. Diese Pumpe hat sich zwar bewährt, neigt
jedoch nach wie vor zu Verstopfungen infolge der sonstigen Dickstoffe und kann nur
in ständig zwischen RUhren und Pumpen wechselndem Betrieb eine Entleerung-der Jauchegrube
durchführen. Auch hierbei nimmt eine Entleerung von Jauchegruberi
lange
Zeiträume in Anspruch.
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Bei einer weiteren bekannten Pumpenausbildung ist ein entfernbarer
Pumpendeckel vorgesehen, der einteilig ausgebildet und entlang dem Wellenschutzrohr
zusammen mit dem Forderrohr ein Stück nach oben angehoben werden kann. Bei dieser
Ausbildung erzeugen die als SchleuderflUgel ausgebildeten PumpenflUgel eine aufwärts
durch das Pumpengehäuse hindurch gerichtete Gutstromung, die ein Durchrühren des
Grubeninhalts bewirkt. Auch hierbei tritt jedoch eine Unterbrechung der Forderung
ein und ist ein ständiger Wechsel zwischen RUhren und Pumpen erforderlich, um Verstopfungen
zu verhindern. Bine weitere bekannte Möglichkeit besteht in der gleiehzeitigen Verwendung
einer Pumpe der eingangs beschriebenen Art mit einem gesonderten in der Grube umlaufenden
Rührmixer, der die Aufgabe hat, den Jrubeninhalt ständig durchzurühren und zu mixen
und dadurch in einen pumpfähigen zustand zu überführen.
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Diese Ausbildung ist außerordentlich baulich aufwendig, ohne Verstopfungen
infolge Wickelerscheinungen wirksam vermeiden zu können.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung im wesentlichen die Aufgabe
zugrunde, eine Verstopfungen jeglicher Art beim Pumpen vermeidende Pumpe zu schaffen,
die ohne zwischen Pumpen und Rühren abwechselndem Betrieb den Inhalt von Jauchegruben
auch bei star@ eingedicktem und mit Mist angereichertem Zustand in einem uge auspumpen
kann. @u diesem Zweck geht die Pumpe nach der Erfindung von einer Pumpenausbildung
der
eingangs genannten Art aus und ist dadurch gekennzeichnt, daB
das Pumpengehäuse aus einem boden-und deckelseitig ständig offenen, die FlUgel in
ihrem Spitzenbereich umgreifenden Ringgehäuse besteht und die FlUgel in ihrem inneren,
im boden-und deckelseitigen Offnungsbereich des Gehäuses umlaufenden Teil als Axialschaufeln
und in ihrem sich in den Gehäusering erstreckenden Teil als Radialschaufeln ausgebildet
sind. Vorzugsweise gehen die in Drehrichtung vorderen Flügelkanten tangential von
der Flügelradnabe aus und verlaufen in Form einer Evolventenkurve. Vorteilhaft weist
der von den als Radialschaufeln ausgebildeten Flügelspitzen überstr@chene Bodenberehh
des Gehäuseringes vom Offnungsrand ausgehende Abstreifrippen auf, die in Form einer
Evolventenkurve sich in Drehrichtung des Flügelrades vom Offnungsrand entfernend
verlaufen. Als Radialschaufelteil der Flügel sind nach der Erfindung dem Verlauf
der in Drehrichtung vorderen Schaufelkante f'olgende, vertikale Stege vorgeseluen,
die in ihrer Höhe im wesentlichen der Höhe des DuXchtrittsspaltes zwischen Gehäusering
und Spiralgehäuse entsprechen.
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Die Erfindung ist in weiterer Ausgestaltung ferner dadurch gekennzeichnet,
da@ jeder Flügel aus einem sich radial zur Nabe erstreckenden, mit beiden R@ndkanten
tangential an dieser einlau@enden, an der Nabe sich unter einem Winkel von 45° zur
Drehachse erstreckenden Flachsteg besteht, der zur
Flügelspitze
hin gleichm§ßig schraubenförmig verwunden ist und in einer zur Drehachse parallelen
Abschlußkante ausläuft. ver-Bei dieser FlUgelausbildung/laufen vorteilhaft beide
FlUgelrandkanten jeweils in einer horizontalen Ebene. Das Flügelrad weist dabei
nach der Erfindung zwei einander diametral gegenüberliegend angeordnete FlUgel auf,
die jeweils radial von innen nach außen gesehen in gleicher Drehrichtung verwunden
sind. Bei dieser FlUgel-bzw. Flügelradausblldung bilden die beiden Flügel eine sich
ergänzende Flügeleinheit, die einen Antrieb in beiden Drehrichtungen und damit bei
gleichzeitiger Forderung ein Durchströmen des Gehäuses zum Zwecke des Rührens von
unten nach oben und oben nach unten ermöglicht. Die Kreiselpumpe und der Antriebsmotor
bilden vorteilhaft eine als Ganzes am unteren Ende des Förderrohres über einen Verbindungsträger
befestigte Baueinheit, wobei das Förderrohr in einem an einem Fahrgestell um eine
horizontale Achse schwenkbaren FUhrungsblock längsverschieblich gefuhrt ist. Bei
dieser Ausbildung kann die Pumpen-Motoreinheit eine für alle Grubenabmessungen gleiche
Baueinheit bilden, während für unterschiedliche Grubenabmessungen bzw.
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-tiefen lediglich jeweils ein Förderrohr entsprechender Länge vorgesehen
zu werden braucht. Gleichzeitig ist die Handhabung der Pumpe, die normalerweise
mehrere Bedienungspersonen, zumindest aber Hilfsmittel, z. B. eine Winde od. dgl.,
erfordert, wesentlich vereinfacht und kann mühelos von einer Bedienungsperson ohne
gesonderte HilSsmittel vorgenommen werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben-sich aus den Ansprüchen und
der Beachreibung in Verbindung mit der Zeichnung,-in der ein Ausfuhrungsbeispiel
des Gegenstands der Erfindung dargestellt ist, es zeigen : Fig. 1 eine dehematische
Gesamt-ansicht der Pumpe in Vertikalstellung in einer Seitenansicht im Aufriß bei
teilweise entferntem Fahrgestell, Fig. 2 eine Stirnansicht der Pumpe nach Fig. 1
in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1, Fig. 3 eine Seitengesamtansicht ähnlich Fig.
1 dr Pumpe in einer Zwischenstellung zwischen ihrvr-vertikalen Arbeits-und ihrer
horizontalen Transportstellung, Fig. 4 eine Teilansicht der Pumpe in einem vertikalen
Mittelschnitt durch das Pumpen-und Spiralgehäuse, Fig. 5 einen Schnitt nach der
Linie V-V in Fig-. 4, Fig. 6 einen Schnitt durch einen Pumpenflügel der Pumpenausführung
nach Fig. 5 gemäß der Ligie VI-VI in Fig. 5.
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Fig. 7 eine Ansicht im Schnitt ähnlich Fig. 4 einer zweiten Ausführung
der Pumpe nach der Erfindung Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig.
7, Fig. 9 einen Schnitt durch einen PumpenflUgel der Pumpenausführung nach Fig.
8 gemäß der Linie IX-IX in Fig. 8.
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Die in Fig. 1 bis 3 in Gesamtansichten dargestellte Pumpe besteht
im wesentlichen aus einer Kreiselpumpe 1, die über ein kurzes starres Verbindungsrohr
2 mit einem Antriebsmotor 3 zu einer Baueinheit vereinigt ist. Diese Pumpen-Motoreinheit
ist mittels eines Verbindungsträgers 4 fest am unteren Ende eines Forderrohres 5
befestigt das mit seinem unteren Ende an ein Spiralgehäuse 6 der Kreiselpumpe 1
angeschlossen ist. Dieses Förderrohr 5 ist in einem Fuhrungsblock 6 in Achsrichtung
verschieblich gef7Uhrt, der seinerseits um eine horizontale Achse 7 an einem als
Ganzes mit 8 bezeichneten Fahrgestell schwenkbar befestigt ist. Am oberen Ende des
Förderrohres 5 ist eine Kette 9 befestigt, die parallel zur Rohrachse entlang dem
Förderrohr 5 verläuft und mit ihrem gegenüberliegenden Ende am Verbindungsträger
4 angreift. Die Kette 9, an deren Stelle auch eine Zahnstange od. dgl. treten kann,
urstreckt sich durch den Führungsblock hindurch und steht innerhalb diesem mit einem
nicht dargestellten, im Führungsblock 6 drehbar gelagerten und mittels einer Handkurbel
10 betätigbaren Kettenrad in Eingriff, an dessen Stelle bei Vorsehen einer Zahnstange
dementsprechend ein Zahnrad tritt. Durch Dre@en an der Handkurbel 10 kann die Pumpen-Motoreinheit
zusammen mit dem Forderrohr abgesenkt bzw. angehoben werden. Zur Feststellung kann
eine @remse vorgesehen @ein, @@@ auf das Förderrohr einwirkt.
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Das Fahrgestell ist bei dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel als
zweirädriges, über ein StUtzbein 11 abgestütztes Fahrgestell ausgebildet, das in
seinem vordeen Bereich als
eine die Pumpe aufnehmende Gabel ausgebildet
ist und zwei an den Gabelschenkeln gleichachsig drehbar angeordnete Laufräder 12
trägt. Die Laufräder 12 sind vorteilhaft über Achsträger 13 am Fahrgestell um Achsen
14 um 180° schwenkbar derart angelenkt und in ihren Schwenkstellungen arretierbar,
daß die Spurbreite des Fahrgestells um den zweifachen Radabstand zur Schwenkachse
14 veränderbar ist. Am rückwärtigen-Fahrgestellende ist in Verlängerung des Stützfußes
11 ein vertikaler, in eine Gabel 15 auslauXender Steg 16 vorgesehen, der zur Arretierung
der Pumpe in horizontaler Transportstellung am Führungsrohr 5 dient. Vorzugsweise
ist jedo-h das Fahrgestell dreirädrig ausgebildet, wobei eine sowohl einen Stützfuß
11 wie auch ein nicht dargestellces Führungsrad tragende Halterung vorgesehen ist,
an der der vertikale Steg 16 als Schwenkhebel angreift. Führungsrad und Stützfuß
11 sind dabei unter 90° zueinander versetzt, wobei sich der Hebelsteg 16 in Verlängerung
des Rades befindet, so daß das Führungsrad bei auf'rechtstehendem Steg 16 in Eingriff
mit der Bodenfläche ist. Es versteht sich, daß geeignete Arretierungen vorgesehen
sind, um ein ungewolltes Ausschwenken des auf dem Boden stehenden Führungsrades
zu verhindern. Das Führungsrad ist an seiner Halterung f'erner um eine in abgesetzter
Stellung des Rades auf dem Boden vertikale Achse schwenkbar, so daß es als Lenkrad
dienen kann.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Pumpen-Motoreinheit
1, 2, 3 bei in Transportstellung horizontaler Anordnung oberhalb des Förder-und-FUhrungsrohres
5 gelegen.
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Die Pumpen-Motoreinheit kann jedoch auch unterhalb des Rohres 5 bzw.
in Vertikalstellung hinter dem Förderrohr angeordnet sein, um eine gleichmäßigere
Momentenverteilung zu erhalten.
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Ebenso kann auch die Schwenkachse 7 etwa in den Schwerpunkt der. Gesamtpumpenanordnung
gelegt sein, um ein Schwenken dieser Anordnung mit geringstem Kraftaufwand zu ermöglichen.
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Das Pumpengehäuse 17 besteht im einzelnen aus einem-Ringgegehäuse,
das eine bodenseitige bffnung 18 und eine deokelseiuige bffnung 19 umgrenzt, und
in ein Spiralgehäuse 20 übergeht, das in einem Ansohlußstutzen 21 für das Förder-bzw.
Druckrohr 5 ausläuft. Das Pumpengehäuse 17 ist mit dem Spiralehäuse 20 verbunden
und über Träger bzw. Haltearme 22 an dem zum Motor führenden Schutzrohr 2 befestigt.
In dem Schutzrohr 2 ist eine Antriebswelle 23 gelagert, auf deren unteren Ende eine
Flügelradnabe 24 befestigt ist.
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Bei der in Fig. 4 bis 6 dargestellten Pumpenausbildung sind an der
Nabe 24 dre Flügel 25 angeordnet, deren in Drehrichtung 26 vorderen Kanten 27 tangential
an den AuBenumfang der Nabe 24 einlaufen und in Draufsicht in Form einer Evolventenkurve
verlauf'en. Diese Flügel 25 sind in ihrem inneren im
Bereich der
btRnungen 18, 19 umlaufenden Teil als Axialschaud' feln ausgebildete die in dem
innerhalb des Ringg@äuses 17 umlaufenden spitzen Teil in Radialschaufeln auslaufen.
Diese Radialschaufeln bestehen aus flache, vertikalen Stegen 28, die dem Verlauf
der Flügelvorderkanten 27 folgend gekrummt sind und sich entlang diesen Vorderkanten
im spitzen Bereich der Flügel 25 erstrecken. Die Höhe dieser Radialschaufelstege
28 entspricht im wesentlichen der axialen Hoche des Durchlaßspaltes 29 zwischen
Pumpengehäuse 17 und Spiralgehäuse 20.
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Auf der Bodenfläche des Ringgehäuses 17 sind Abstreifrippen 30 ausgeformt,
die mit der Unterkante der Radialschaufelstege 28 zusammenwirìen und sich-in Form
einer Evolventen-kurve verlaufend vom Offnungsrand der Bodenoffnung 18 in Drehrichtung
26 des Pumpenflügels vom Offnungsrand entfernen.
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Der obere Rand der Nabe 24 weist einen scharfkantig nach außen vorspringenden,
umlaufenden Ansatz 31 auf, der als Schneidkante wirkt und dazu beiträgt, ein Wickeln
um die Nabe zu verhindern.
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Das Wellenschutzrohr 2 ist im Verbindungsträger 4 drehbar gelagert,
so daß die Kreiselpumpe als Ganzes zusammen mit dem Motor bei feststehend verbleibenden
Forderrohr verschwenkt werden kann. Der Anschluß zwischen Stutzen 21 des Spiralgehäuses
20 und Förderrohr 5 ist derart ausgebildet, daß bei Schwenken der Kreiselpumpe 1
eine Trennung zwischen Förderrohr 5 und Stutzen 21 eintritt. Nach Durchstoßen einer
gegebenenfalls
vorhandenen Schwemmdecke wird die Pumpen-Motoreinheit ein Stück unter den Jauchespiegel
in der Grube abgesenkt, die Anschlußverbindung zwischen Spiralgehäusestutzen 21
und Forderrrohr 5 durch Schwenken der Kreiselpumpe im Verbindungsträger 4 gelöst
und die Pumpe eingeschaltet. Die Axialschaufelteile der Flügel 25 setzen den Grubeninhalt
in Umlauf, der dabei das Pumpengehäuse 17 in Richtung der Pfeile 32 von unten nach
oben durchströmt.
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Der gleichzeitig aus dem Spiralgehäusestutzen 21 austretende starke
Strahl trägt seinerseits dazu bei, den Grubeninhalt durchzuruhren und zu mixen.
Sobald der Grubeninhalt voll durchgeriihrt und gleichzeitig dabei die Schwemmdecke
auf-' gerührt ist, wird durch Zurücksch enken der Kreiselpumpe der AnschluE zwischen
Stutzen 21 und Druckrohr 5 wieder hergestellt, wonach unter gleichzeitigem ständigen
Durchrühren bzw. mi. en die auf diese Wei. je stets in förderfähigem Zustand gehaltene
Jauche über das Fcrderrohr 5 aus der Grube abgepumpt wird. Der hierfür notwendige
Pumpdruck wird von den Radialschau@elte@len 28 erzeugt, während die Rührströ-@ mung
durch die Axialschaufeltelle der Flügel 25 erzeugt wird. Die Entleerung des Grubeninhalts
erfolgt dabei außerordentlich schnelle während die Flügelausb@ldung mit Unterstützung
der Abstreifrippen 30 und der Schneidkante 31 ein Wickeln von Gut siciler verhindern.
Mit absinkendem Jauchespiegel in der Grube wird die Pumpen-Matoreinheit mit Förderrohr
5 nach und nach abgesenkte bis die Grube bis zum Boden entleert ist.
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Die in Fig. 7 bis 9 dargestellte Pumpenausführung unterscheidet sich
von dercben beschriebenen Pumpenausführung im wesentlichen durch die abweichende
Ausbildung der Flügel, die bei wechselnder Umlaufrichtung gemäß den Pfeilen 26,
33 eine Rührstromung sowohl in Richtung der Pfeile 32 als auch in Richtung der Pfeile
34 erzeugen können. Die als Ganzes mit 35 bezeichneten Flügel bestehen im einzelnen
aus einem sich radial zur Nabe 24 erstreckenden, mit beiden Randkanten 36, 37 tangential
an dieser einlaufenden, an der Nabe sich unter einem Winkel von 45 zur Drehachse
erstrekkenden Flachsteg 38, der sich zur Flügelspitze hin gleichmäßig schrabenformig
verwindet md in einer zur Drehachse parallelen Abschlußkante 39 ausläuft. Auch bei
dieser AusfUhrung bildet der im Bereich der bodenseitigen bzw. deckelseitigen Öffnungen
18,19 umlaufende Flügelteil Axialschaufeln, die in Radialschaufeln in-ihren vom
Gehäuse 17 umschlossenen Spitzenbreich übergehen. Die Flügelkanten 36, 37 verlaufen
in einer horizontalen Ebene, so daB jeder Flügel eine in jedem axialen Schnitt gleiche
Hoche aufweist. Das Flügelrad besteht bei dieser Ausführung aus zwei diametral gegenüberliegend
angeordneten Flügeln 35 die jeweHs radial von innen nach außen gesehen in gleicher
Drehrichtung verwunden sind und so eine insgesamt gleichmäßig verwundene Flügeleinheit
bilden. Die Flügeloberkanten 37 können mit die Öffnung zwischen Nabe 24 bzw. Wellenschutzrohr
2 radial durchsetzenden Stegen 40 zusammenwirken und in diesem Zusammenwirken ein
Schneiden von zum Wickeln neigenden Gut herbeiführen.
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Das Spiralgehäuse 20t ist bei dieser Pumpenausführung zu einer vertikalen
Mittelebene 41 symmetrisch ausgebildet und über eine schwenkbare Abschlußklappe
42 mit dem Stutzen 21 jeweils mit einer Seite verbindbar.
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Einsatz-und Arbeitsweise dieser Pumpenausführung entspricht im wesentlichen
der oben für die Pumpenausführung nach den Fig. 4 bis 6 beschriebenen Arbeitsweise,
so daß ein nochmaliges Eingehen hierauf nicht erforderlich ist.