DE1914621A1

DE1914621A1 - Pumpeinheit

Info

Publication number: DE1914621A1
Application number: DE19691914621
Authority: DE
Inventors: Andre Sergent
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-03-22
Filing date: 1969-03-21
Publication date: 1969-10-09
Also published as: GB1268245A; FR1565714A

Description

1 91 Λ R 7 1

DR. MÜLLER-BORi DIPL.-ΙΝΘ. GRALFS I ^ It O * I

DIPL.-PHYS. DR. MANITZ DIPL.-CHEM. DR. DEUFEL

PATENTANWÄLTE

21. März 1969 Fi/jSv - S 2045

Andre SERGENT
21, rue Henri Barbusse, Paris 5? Frankreich

Pumpeinheit

Die Erfindung betrifft eine Pumpeinheit, und insbesondere die in dieser Einheit vorgesehene Pumpe^ und kann nach einer physikalischen Regelgröße gesteuert werden, soxvie Zusatzvorrichtungen dieser Pumpeinheit, welche insbesondere dazu bestimmt ist, eine Flüssigkeit unter Vermeidung jeglicher Mitführung von Gas oder Dampf in der Förderleitung der· Pumpe zu fördern.

Es sind Pumpanordnungen bekannt, welche dieser Forderung entsprechen und eine völiimetrische Pumpe besitzen, die mittels eines Schutzbehälters gespeist wird, welcher die Einführung von Gas oder Dämpfen in das gepumpte Fluid verhindert, dessen Niveau in dem Behälter den Durchsatz der Pumpe bedingt, indem dieses auf die Öffnung einer Verbindung zwischen der Förderseite und der Zuführseite der Pumpe einwirkt.

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BRAUNSCHWEIQ₁AMBaRGERPARKe φ COS31) 28*87 B MÖNCHEN 22, ROBERT-KQCH-STR. 1 ® COS«) 23S11O

Die Einheiten dieser Art weisen jedoch eine volumetrische Pumpe mit z.B. exzentrischem Kolben auf, was im allgemeinen eine kostspielige mechanische Ausführung erfordert. Überdies ist eine derartige Pumpe nicht für alle gewünschten Anwendungsfälle geeignet, wie z.B. bei hohen Drucken oder hohen Durchsätzen.

Gemäß der Erfindung besteht die Pumpe aus einer Pumpe von der Art einer Kreiselpumpe mit variabler Kennlinie (Durchsatz in Abhängigkeit vom Druck), wobei die Variabl-e einer beliebigen Regelgröße zugeordnet sein kann, z.B. der Zeit, h der Temperatur, dem Druck, dem Durchsatz oder einem Speiseflüssigkeitsniveau, und zwar mittels einer im rückwärtigen Raum der Turbine angeordneten Leitung, die eine von dem gewünschten physikalischen Regelfaktor gesteuerte Ventilläappe aufweist.

Die Erfindung ermöglicht somit die Schaffung einer einfach zu fertigenden Pumpeinheit, und insbesondere die Schaffung einer Zähleinrichtung ohne Reiniger und ohne Entgaser, welche normalerweise bei einer derartigen Art von Anlage notwendiges Zubehör sind, um die Mitführung von Gas oder Dampf, in den Zähler zu verhindern, was in dem Zähler zu einer Ver^- fälschung der Messung führen würde.
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Die erfxndungsgemäße Pumpeinheit ist im wesentlichen gekennzeichnet durch

- eine Kreiselpumpe, deren Turbine längs ihrer Drehachse verschiebbar ist und mit dem Innenkörper der Pumpe zwei hydraulische Dichtungen bildet, nämlich eine an ihrer Vorderseite, die den Saugteil vom Vorderteil trennt, und eine andere an der Rückseite, welche einen Sohlraum begrenzt, der zwischen der Rückseite der Turbine und dem.Körper der Pumpe gelegen ist,

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- einen Schutzbehälter, der mit seinem unteren Teil mit dem Eingang der Pumpe verbunden ist und durch einen Fallbehälter gespeist wird-,

- sowie eine Leitung zur Verbindung des an der Rückseite der Turbine gelegenen Hohlraums mit dem Schutzbehälter, welche eine mit einem Schwimmer verbundene Schließklappe besitzt.

Nachfolgend ,werden weitere Besonderheiten der Erfindung angeführt:

- Die auf der Ansaugseite gelegene hydraulische Dichtung ist von einer derartigen Form und Länge, daß sie unter der Wirkung der Axialverschiebung der Turbine ganz oder nahezu ganz ihre Wirksamkeit verliert, und insbesondere ist diese hydraulische Dichtung zylindrisch und weist eine Länge auf, die geringer als die der möglichen Verschiebung der Turbine auf ihrer Drehachse ist;

- die hydraulische Dichtung der Pumpe, die auf der der Saugseite gegenüberliegenden Seite gelegen ist, besitzt eine derartige Form und Länge, daß sie unter Beibehaltung ihrer Wirksamkeit und wenigstens unter Beibehaltung der Wirksamkeit der einen der diese zylindrisch ausgebildete Dichtung bildenden Flächen eine Axialverschiebung der Turbine ermöglicht ;

- die axial bewegbare Turbine kann in 'ihrer normalen Pumpstellung mittels eines elastischen Organs, das vorzugs-

_n · ^zu j -τ -,ι - gehörenden weise auf einem ve*i der vielIe der.rumpe apiiangicen element abgestützt ist, in Ruhe gehalten werden- oder nicht;

- der Schutzbehälter weist einen Auslaß zur Atmosphäre auf, der mit dem oberen Teil des Speisebehälters verbunden oder mit einer mit einem Schwimmer verbundenen Verschlußklappe versehen werden kann;

- die Auslaßleitung der'Pumpe ist mit einer tarierten, bzw. in bestimmter Weise vorgespannten Ventilkl8.ppe versehen.

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Die Erfindung betrifft gleichermaßen Zusatzvorrichtungen, die insbesondere bei einer Pumpeinheit der vorstehend beschriebenen Art verwendbar und dazu bestimmt sind, den

Druck Speisedurchsatz zu beschleunigen, wenn die ahöhe des Fluids des Speisebehälters auf den. Schutzbehälter geringer wird.

Gemäß einer Ausführungsform besteht die Vorrichtung aus einem Venturi-Eohr, das am Eingang des Schutzbehälters

angeordnet und mit der Ausgangsleitung der Pumpe verbunden ist.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform besteht die Torrichtung aus einer im Einlaß des Behälters angeordneten und mechanisch

Antrieb
von dem der Pumpe aus angetriebenen Schraube.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform besteht die Vorrichtung aus einer Wand, die am oberen Teil des Schutzbehälters unterhalb der Verschlußklappe angeordnet und selbst mit einem mit einem Schwimmer verbundenen Rückschlagventil versehen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung erläutert; in dieser zeigt:

Figur 1 eine Schnittansieht einer Ausführungsform einer-er-

findungsgemäßen Pumpeinheit, und die · Fig, 2, 3 und 4- Schemadarstellungen möglicher Varianten von Zusatzvorrichtungen zur Beschleunigung der Speisung des Schutzbehälters.

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Nach Fig. 1 wird der Schutzbehälter 1 über seinen mit dem ITuidreservoir (nicht dargestellt) verbundenen Eingang 2 gespeist, wobei das !Fluid in den Behälter fällt. Dieser Schutzbehälter ist mit einer die Verbindung mit der Atmosphäre ermöglichenden Leitung 3 versehen, die mit dem oberen Teil des Behälters verbunden werden kann und ein Verschlußventil 4- aufweist, das selbst mittels eines Schwimmers 5 gesteuert ist. Die-Anaaugleitung 6 der Pumpe ist am unteren Teil des Behälters 1 gelegen, welcher gleichermaßen mit einer Rohrleitung 7 versehen ist, die ein mit einem Schwimmer 9 verbundenes Klappenventil aufweist und die Verbindung zwischen, dem Behälter 1 und dem Raum 10 der Pumpe gewährleistet.

Die Pumpe selbst umfaßt einen Körper 11, der eine Turbine 12 umschließt, die axial auf ihrer Welle 13 verschiebbar ist, z.B. durch Gleiten auf Längsnuten 14, die an der Welle 13 vorgesehen sind. Gegebenenfalls hält eine Feder 15 <iie Turbine in ihrer Hormalpump.stellung bezüglich des Pumpenkörpers und der Schnecke im Stillstand.

Auf der Ansagseite bildet der übergang Körper-Turbine eine hydraulische Dichtung 16, welche die Saugseite von der Vorderseite trennt und eine derartige Länge aufweist, daß sie durch die Axialverschiebung der Turbine vollständig oder nahezu vollständig ihre Wirksamkeit verlieren kann und auf diese Weise die Fö&erseite quasi direkt mit der Saugseite in Verbindung setzen kann.

Auf der der Saugseite gegenüberliegenden Seite der Turbine ist eine zylindrische hydraulische Dichtung 17 in der Weise ausgebildet, daß sie ihre Funktion sogar bei einer leichten Axialverschiebung der Turbine 12 beibehalten kann. Die hydraulische Dichtung weist einen solchen Durchmesser auf, daß dann, wenn' der Hohlraum 10, der zwischen der Rückseite

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der Turbine, seinen Wänden 19 und dem Körper der Pumpe gelegen und durch, die hydraulische Dichtung 17 begrenzt ist, an einen Driick gelegt wird, der etwa dem Saugdruck entspricht, die Resultierende der auf die [Turbine einwirkenden und von dem Förderdruck herrührenden Kräfte die Turbine von der der Saugseite gegenüberliegenden Seite abstoßen möchte.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen:

Wenn der Behälter 1 in ausreichender Weise aus dem Fluidreservoir gespeist wird, arbeitet die Pumpe normal.· Ein Druck in der Nähe des Förderdrucks stellt sich dann in dem an der Rückseite der Turbine 12 gelegenen Raum 10 ein.

Aufgrund des Unterschiedes der Flächen, auf die dieser Druck beiderseits der Turbine einwirkt, wird diese zur Saugseite gedrückt und hält auf diese Weise die hydraulische Dichtung 16, welche die Saugseite von der Förderseite trennt, so dicht wie. möglich.

Wenn aus irgendeinem Grund die Speisemenge des Behälters geringer als der Durchsatz der Pumpe wird, erfolgt eine Absenkung des die Klappe 8, welche am Ende der Leitung 7 gelegen ist, steuernden Schwimmers 9₅ wodurch dann diese Klappe bzw. dieses Ventil geöffnet und der Raum 10 mit dem Behälter in Verbindung gesetzt wird. Der Druck fällt dann in diesem Raum, und die Resultierende der axial auf die Turbine einwirkenden Kräfte bewirkt eine Verschiebung dieser Turbine. Die hydraulische Dichtung 16 auf der Ansagseite verliert dann ihre Wirksamkeit, und die Förderseite wird mit der Saugseite verbunden, so daß die Durchs at zmenge der Pumpe fällt.

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Wenn die Speisemenge des Behälters wieder größer als der Durchsatz der Pumpe wird, schließt der Schwimmer 9 das Klappenventil 8 wieder. Der Förderdruck "baut sich dann an der Rückseite der Turbine wieder auf, und die axiale Resultierende der auf die Turbine einwirkenden Kräfte stößt diese wieder in Richtung der Saugseite. Die auf der Saugseite gelegene hydraulische'Dichtung wird dann wieder wirksam und der Durchsatz der Pumpe normal.

Falls die Speisung des Behälters vollständig zum Stillstand kommt, läuft der Vorgang in gleicher Weise ab, aber der Förderdruck der 'Pumpe fällt auf einen Druck, der unter dem Tarier- oder Einstelldruck eines tarierten Ventils 20 liegt, das in der Ausgangsleitung 21 der Pumpe angeordnet ist und sich, schließt und somit jede Förderung unterbindet.

In der auf diese Weise aufgebauten Pumpeinheit bleibt die Saugleitung 6 der Pumpe ständig mit Flüssigkeit ohne Gas oder Dampf gefüllt. Bei diesen Bedingungen kann die Pumpe weder Gas noch Dampf ansaugen und auch nicht fördern. Die Einheit schafft zu diesem Zweck die folgenden Bedingungen:

- der Schutzbehälter kann sich niemals vollständig leeren, wodurch es für das Umgebungsgas unmöglich ist, in die Saugleitung der Pumpe einzutreten-;

- an der Stelle, an der die Pumpe die Flüssigkeit; absaugt, ist diese frei von Gas oder Dampf.

Es wird nunmehr auf die Fig. 2,3 und 4 Bezug genommen. Entsprechend den Darstellungen in diesen Figuren kann gemäß der Erfindung der vorstehend beschriebenen Pumpeinheit oder jeder anderen Einheit ähnlicher Art eine Zusatzeinrichtung hinzugefügt werden, welche es ermöglicht, den Zuführ- oder Speisedurchsatζ zu beschleunigen, wenn die Druckhöhe des Fluids des Reservoirs auf den Schutzbehälter gering wird.

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Gemäß einer ersten Ausführungsform kann diese Vorrichtung aus einem Venturi-Rohr 22 bestehen, das im Einlaß 2 des Behälters 1 angeordnet und mit der Auslaßleitung 21 einer Pumpe 23 mittels einer von der Leitung 21 abzweigenden Leitung 24 verbunden ist.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform kann diese Vorrichtung aus einer Schraube 25 bestehen, die im Einlaß 2 des Behälters 1 angeordnet und mechanisch ausgehend von der Steuerung einer Pumpe 26 angetrieben ist, z.B. mittels eines ummantelten, biegsamen Kabels 27, das durch die Steuerwelle 28 der Pumpe in Drehung versetzt wird.

Gemäß einer dritten Ausführungsform kann diese Vorrichtung von einem Rückschlagventil 29 gebildet sein, das mit dem Schwimmer 5 verbunden ist und auf einer Trennwand 30 aig3- · ordnet ist, welche den Behälter 1 in zwei Teile unterteilt - und deren Funktion es ist, die Rückkehr der Atmosphäre über den Behälter zu verhindern und es der Pumpe aufjdiese Weise zu ermöglichen, falls erforderlich im Vakuum anzulaufen und die Druckverluste der Speiserohrleitung zu überwinden.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Formen von hydraulischen Dichtungen . beschränkt. Insbesondere könnte die-vorstehend beschriebene Pumpeinheit mit einer geschlossenen Turbine und einer zylindrischen Dichtung auf der Ansaugseite auch mit einer Pumpe mit offener Turbine realisiert werden, und die Dichtung könnte dann eine von der zylindrischen Form verschiedene beliebige Drehform annehmen. Ferner kann die hydraulische ■ Dichtung des rückwärtigen Teils der Turbine, die vorstehend als Dichtung mit einem Durchmesser, der'kleiner als der Außeiidurchmesser der Turbine ist, beschrieben wurde, z.B. gleichermaßen mit einem Durchmesser realisiert werden, der

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gleich dem Außendurchmesser der Turbine ist. Diese Ausführungsform ermöglicht es dann, wenn die Turbine auf ihrer Achse verschöben wird, neben der Aufrechterhaltung der Wirksamkeit der Dichtung teilweise oder vollständig die Förderkanäle* der Turbine zu verschließen, was zu einer Verringerung des Durchsatzes der Pumpe und der aufgenommenen Leistung führt.

- Patentansprüche —

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Claims

Pat entansprüche

Pumpvorrichtung, deren .Pumpe nach einer physikalischen Regelgröße gesteuert ist und die insbesondere zur Förderung einer Flüssigkeit· unter Vermeidung jeglicher Mit— führung von Gas oder Dampf in der Förderleitung ■bestimmtist und eine mittels eines Schutzbehälters gespeiste Pumpe'sowie eine Einrichtung zur- Herstellung einer Verbindung zwischen der Fördersexte und der Saugsexte der Pumpe aufweist, dadurch g e k e η η. ζ ei c h η e t^:, W daß eine Kreiselpumpe vorgesehen ist,, die mit einer Verbindungsleitung (7) ausgestattet ist,, die in dem rücfc-XiTirtigen Teil ihrer Turbine (12) angebracht und in derein Ventil - (S) angeordnet ist» das entsprechend der physikalischen Hegelgröße gesteuert ist, daß ein durch seinen unteren 3Je il mit dem Eingang (6) der Pumpe verbundener Schutzbehälter (1) vorhanden ist; und die .Verbindungsleitung ('?) in diesen Behälter mündet und durch die Steuerklappe (8) verschlossen ist, und daß die Pumpeinheit eine Zusatzvorrichtung zur Regelung der Speisung: der Pumpe aufweist, wenn der Druck der Speisung kleiner, wird.

. .2, Pump vor richtung nach Anspruch "1, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische Regelgröße die Zeit, die temperatur, der Druck, der Durchsatz oder das Niveau des gepumpten Fluids in dem Schutz-b ehält er ist>

5- Pumpvorrichtung: nach den Ansprüchen 1 und 2,. dadurch g e k e η η ζ e χ c h η e t, daß die physikalische Regelgröße das Hiveau in dem Schutzbehälter ist unä, das Steuerventil durch einen Schwimmer gesteuert ist, .

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch g e k e η η ζ eichnet, daß die Kreiselpumpe eine Turbine (12) aufweist, die längs ihrer Drehachse (13) verschiebbar ist, und daß die Turbine mit dem Innenkörper £2·} zwei hydraulische Dichtungen bildet, und zwar eine Dichtung (16) an der Vorderseite zwischen der Saugseite und der Vorderseite, und eine andere Dichtung (17) auf der Rückseite, welche einen Raum zwischen der Rückseite der Turbine und dem Körper der Pumpe abgrenzt.

5· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4-, dadurch g e kennz eichnet, daß die auf der Saugseit.e gelegene hydraulische Dichtung eine derartige Form und Länge besitzt, daß sie ganz oder nahezu ganz ihre Wirksamkeit aufgrund der Axialverschiebung der Turbine verliert, und insbesondere zylindrisch mit einer Länge ausgebildet ist, die geringer als die der möglichen Versdiebung der Turbine auf ihrer Drehachse ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5_? dadurch g e kennz eichnet, daß die auf der dex¹ Saugseite gegenüberliegenden Seite gelegene hydraulische Dichtung der Pumpe eine derartige Form und Länge besitzt, daß sie eine Axialverschiebung der Turbine unter Beibehaltung

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ihrer Wirksamkeit, und zwar wenigstens /feiner aer diese zylindrisch ausgebildete Dichtung bildenden Flächen ermöglicht .

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch g e kennz eichnet, daß die axial verschiebbare-Turbine ir. ihrer normalen Pumpsteliung -mittels eines elastischen Organs in Ruhe gehalten wird, das vorzugsweise auf einem zur Welle der Pumpe gehörenden Organ abgestützt ist.

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8. Vorrichtung nach, den Ansprüchen 1 bis 7_? dadurch g e k e η η ζ eich net, daß der Schutzbehälter eine Verbindung zur Atmosphäre aufweist, die mit dem oberen Teil des Speisereservoirs verbindbar oder mit einem Schließventil versehen ist, das mit einem Schwimmer verbunden ist.

9· Vorrichtung nach .den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Auslaßleitung der Pumpe mit einem tarierten bzw. vorgespannten Ventil versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

ζ ei c h η e t, daß die Zusatzvorrichtung aus einem Venturi-Rohr (22) besteht, das im Einlaß (2) des Schutzbehälters angeordnet und mit der Auslaßleitung (21) der" Pumpe verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ ei chnet, daß die Zusatzvorrichtung von einer Schraube (25) gebildet ist, die im Einlaß des Schutzbehälters gelegen und mechanisch durch den Drehantrieb der Pumpe angetrieben ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzvorrichtung aus einem mit einem Schwimmer (5) verbundenen Rückschlagventil (29) besteht, das auf einer Trennwand (30) angebracht ist, welche den Schutzbehälter in zwei Teile unterteilt, und unterhalb dem Verbindungsventil (4) mit der Atmos- " phäre gelegen ist.

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13· Vorrichtung'nach den Ansprüchen 1 Ms 7, dadurch g e kennz eich net, daß die hydraulische Dichtung des rückwärtigen Teils der Turbine einen Durchmesser besitzt, der kleiner oder gleich dem Außendurchmesser der Turbine ist.