DE2141102A1

DE2141102A1 - Verbesserung an einer neuen Art von Rotationspumpe für Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE2141102A1
Application number: DE19712141102
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Sener Tecnica Industrial y Naval SA
Current assignee: Sener Tecnica Industrial y Naval SA
Priority date: 1970-09-11
Filing date: 1971-08-17
Publication date: 1972-03-16
Also published as: GB1373123A; NL7112431A; CA948033A; DE2141102B2; FR2103011A5; CH546890A; GB1373121A; BE769541A; DE2141102C3; GB1373122A; JPS53155702U

Description

Die vorliegende Erfindung von D. Carlos Sanchez Tarifa und D. Jacobo Valdes Pedrosa bezieht sich auf die Einführung von Verbesserungen, auf die Entwicklung von neuen Elementen und neuen Arten und Ausgestaltungen der hydraulischen Hochdruck-Rotationspumpen gemäß dem spanischen Patent Nr« 256 65k und dem Zusatzzertifikat Nr. 272 o92.

Die Art, in der man den Druck in den Pumpen erzeugt, welche den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, ist im wesentlichen die gleiche, wie in den im erwähnten Patent beanspruchten Pumpen. Trotzdem haben wichtige Verbesserungen in der Konstruktion und die Einführung von neuen und wichtigen Elementen, die in den erwähnten Patenten nicht beansprucht wurden, dazu geführt, daß die Pumpen beträchtlich von den anfänglich patentierten Pumpen differieren.

Die Verbesserungen beziehen sich hauptsächlich auf das System zur Regulierung der in der Pumps @nthalt@ss®a Flüssigk«itsm»ng· und auf Abänderung©^ in

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zeugung und des Drehgehäuses der Pumpe, womit erreicht wird, daß die Pumpen leistungsfähiger und einfacher sind und deren Anwendungsgebiet erweitert wird.

Die Einführung der neuen Elemente, insbesondere in den Systemen zur Flüssigkeitszuführung, hat es möglich gemacht, daß die Pumpen bei verschiedenen Anwendungen selbstansaugend (autooebantes) sind und jede Art von Hoch- oder Niederdruckdichtungen (sellados) vollkommen ausgeschaltet werden kann.

Schließlich sind neue Arten von Pumpen und neue Ausgestaltungen der Pumpen entwickelt worden, welche nicht in den ursprünglichen Patenten enthalten sind, so daß die entwickelten Pumpen einfacher, wirksamer und wirtschaftlicher in der Herstellung sind und sich dadurch für neue und zahlreiche Anwendungen eignen.

Die hydraulischen Pumpen STV gemäß dem spanischen Patent Nr. 256 65^ erlauben die Erzielung sehr hoher funktioneller Drücke in wirksamer Form mit einer einzigen Stufe (escalon). Mit den Modifikationen und den eingeführten neuen Elementen sowie mit der Entwicklung von neuen Arten von Pumpen hat sich deren Anwendungsgebiet beträchtlich erweitert, so daß diese vorteilhaft mit Zentrifugalpumpen oder anderen Pumpen nicht nur bei hohen Drücken, sondern auch bei zahlreichen Anwendungen mit mittlerem und nfdrigem Druck konkurrieren können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit 37 Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Längsschnitt eine Pumpe mit einer einzigen Antriebsachse in ihrer einfachsten Form mit Speisung durch eine Düse,

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Fig. 2 ist ein Querschnitt der in Fig. 1 dargestellten Pumpe, Fig. 3 zeigt in einem Längsschnitt eine Pumpe mit zwei Antriebsachsen in ihrer einfachsten Form mit Speisung durch drehbare rohrförmige Arme,

Fig. k ist ein Querschnitt der in Fig. 3 dargestellten Pumpe, Fig. 5 zeigt in einem Längsschnitt eine Variante der in Fig. 3 und k dargestellten Pumpen,

Fig. 6 ist ein Querschnitt der in Fig. 5 dargestellten Pumpe, Fig. 7 zeigt in einer Längsansicht ein Diffusrohr zur Flüssigkeitsentnahme mit gebogener Form und kreisförmiger Eintritts öffnung,
Fig. 8 zeigt das in Fig. 7 dargestellte Diffusorrohr zur Fltissigkeitsentnähme in einer Ansicht von vorn,

Fig. 9 ist eine Stirnansicht eines Diffusorrohres zur Flüssigkeitsentnahme mit rechtwinkliger Eintrittsöffnung, Fig. Io zeigt in einer Längsansicht ein kegelförmiges Diffusorrohr, wobei der Eintrittsquerschnitt in einer radialen Ebene liegt,

Fig. 11 zeigt in einer Längsansicht ein kegelförmiges Diffusorrohr, dessen Eintrittsquerschnitt senkrecht zur Kegelachse liegt,
Fig. 12 zeigt eine Seitenansicht einer Strahldüse der drehbaren

rohrförmigen Arme mit kreisförmiger Austrittsöffnung, Fig. 13 zeigt eine Stirnansicht der in Fig. 12 dargestellten Strahldüse,

Fig. 1*+ zeigt eine Stirnansicht einer Strahldüse der drehbaren rohrförmigen Arme mit rechtwinkliger Austrittsöffnung, Fig. 15 zeigt eine Seitenansicht einer Strahldüse der drehbaren rohrförmigen Arme, die am Ende dieser Arme seitlich eingeschraubt ist,

Fig. 16 zeigt in einem Längsschnitt ein System der Zuführung von Flüssigkeit in die drehbaren rohrförmigen Arme durch einen Strahl, der in einer zentralen Glocke aufgenommen wird, ^

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Fig. 17 ist ein Querschnitt des in Fig. l6 dargestellten Systems zur Zuführung von Flüssigkeit,

Fig· 18 zeigt in einem Längsschnitt ein System zur Zuführung von Flüssigkeit in die drehbaren rohrförmigen Arme mittels eines axialen Saugrohres, einer Leitung zum anfänglichen Speisen und Zuführen (conducto de cebado y alimentacion) und eines Behälters mit Flüssigkeit, die einen konstanten Spiegel aufweist.

Fig. 19 zeigt in einem Längsschnitt ein System zur Zuführung von Flüssigkeit in die drehbaren rohrförmigen Arme mittels eines axialen Zuführungsrohres, einer Mikrospeisepumpe und Flüssigkeit mit konstantem·Spiegel,

Fig. 2o zeigt eine Seitenansicht einer Mikroschaufelpumpe zum anfänglichen Speisen der Pumpe.

Fig. 21 zeigt eine Seitenansicht einer Mikropumpe mit schraubenförmigem Flügel,

Fig. 22 zeigt in einem Längsschnitt durch eine Pumpe Überlauföffnungen, die im Rand des Drehgehäuses angeordnet sind,

Fig. 23 ist ein Querschnitt der in Fig. 22 dargestellten Pumpe mit Überlauföffnungen,

Fig* Zk ist ein Längsschnitt durch eine Pumpe und zeigt eine mit Schlitzen versehene (ranurado) Trennwand im Innern des Drehgehäuses,

Fig. 25 zeigt einen Querschnitt der in Fig. 2k dargestellten Pumpe mit der mit Schlitzen versehenen Trennwand,

Fig. 26 zeigt einen Querschnitt durch einen Außenring eines Drehgehäuses, in den hinein sich die Eintrittsöffnung eines Diffusorrohres zur Entnahme von Flüssigkeit erstreckt,

Fig. 27 zeigt in einem Längsschnitt eine Pumpe mit einer einzigen Antriebsachse, welche durch einen Elektromotor mit Getriebekasten (caja de engranajes) angetrieben wird, und mit einem System zur Zuführung von.Flüssigkeit in die drehbaren rohrförmigen Arme durch einen Strahl, der in

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einer zentralen Glocke aufgenommen wird, »

Fig. 28 ist ein Querschnitt der in Fig. 27 gezeigten Pumpe,

Fig. 29 zeigt in einem Längsschnitt eine Pumpe mit einer einzigen Antriebsachse, welche durch einen Elektromotor, Riemenscheiben und Riemen angetrieben wird, und mit einem System zur Zuführung von Flüssigkeit in die drehbaren rohrförmigen Arme mittels eines Flüssigkeitsbehälters mit konstantem Spiegel, einem axialen Saugrohr und einer Leitung zum anfänglichen Speisen und Zuführen.

Fig. 3o ist ein Querschnitt der in. Fig. 29 dargestellten Pumpe,

Fig. 31 zeigt in einem Längsschnitt eine schwimmende Pumpe, die mit einem Zuführungssystem zu den drehbaren rohrförmigen Armen versehen ist, welches von einem axialen Zuführungsrohr und einer Mikrospeisepumpe gebildet und direkt an der Achse eines Elektromotors angebracht ist,

Fig. 32 ist ein Querschnitt der in Fig. 31 dargestellten Pumpe,

Fig. 33 zeigt in einem halbschematischen Längsschnitt eine Pumpe mit zwei Antriebsachsen, die koaxial zueinander angeordnet sind, und mit einem offenen Drehgehäuse,

Figur 3*1 zeigt in einem Längsschnitt eine Pumpe mit zwei konzentrisch angeordneten Antriebsachsen in einem geschlossenen Drehgehäuse.

Fig. 35 zeigt im Grundriß einen Längsschnitt durch eine Pumpe mit zwei in der Verlängerung zueinander angeordneten Antriebsachsen und einem offenen Drehgehäuse,

Fig. 36 zeigt in einem halbschematischen Längsschnitt eine Pumpe mit zwei Achsen zum hydraulischen Antrieb des Drehgehäuses, wobei die Pumpenachse sich in vertikaler Lage befindet,

Fig, 37 zeigt einen Längsschnitt durch eine Pumpe mit zwei ko axialen Achsen, wobei die Achse des offenen Drehgehäuses über dem mittleren Teil der Achse der drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme angebracht ist·

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Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Figuren beschrieben.

¥ie in Fig. 1 und 2 gezeigt, besteht das funktioneile Grundprinzip der Pumpen, welche den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bilden, in der Ausnutzung des dynamischen Drucks einer dünnen Schicht 1 einer im Inneren eines Drehgehäuses 2 enthaltenen Flüssigkeit (das Drehgehäuse 2 ist im spanischen Patent Nr. 256 65k mit "offene ringförmige Leitung" bezeichnet), die darin durch Zentrifugalkraft gehalten wird. Dieses Drehgehäuse muß eine Form aufweisen, welche die Aufrechterhaltung der Flüssigkeitsschicht darin erlaubt. Eine Querschnittsform, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, ist annehmbar; das Drehgehäuse 2 wird hier von einem ebenen oder leicht gekrümmten Außenring 31 einer Scheibe k und einem Rand 5 gebildet und von einer Achse 6 angetrieben und unterstützt. Diese Achse 6 wird wiederum durch einen herkömmlichen Elektromotor oder einen Motor anderer Art direkt oder mittels Riemen und Riemenscheiben oder Getriebekästen angetrieben.

Der dynamische Druck der Flüssigkeit wird mittels eines Diffusorrohres 7 zur Entnahme von Flüssigkeit, das seine Öffnung 8 in die Flüssigkeitsschicht taucht, in einen statischen Druck umgewandelt (das Diffusorrohr 7 wird in seiner Ausführung in dem konstanten anfänglichen Gebiet gemäß spanischem Patent 256 65k mit "stationärer dynamischer Entnahme" bezeichnet). Das Diffusorrohr dringt in die Flüssigkeitsschicht 1 in einer zur örtlichen tangentialen Geschwindigkeit dieser Schicht entgegengesetzten Richtung ein, wobei der Außenrand 9 seiner Öffnung 8 in der Nähe der Innenfläche Io des Außenringes 3 angebracht ist. Das Diffusorrohr 7 ist gekrümmt und erweitert sich allmählich, und beim Eindringen in dieses Rohr verringert die Flüssigkeit allmählich ihre Geschwindigkeit und erhöht allmählich ihren Druck. Dieses Diffusorrohr zur Entnahme von Flüssigkeit ist unbeweglich

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im Raum und seine Austrittsleitung 11 ist an einem festen äusseren Element am Drehgehäuse befestigt. Mittels einer entsprechenden Dosierung der Menge an dem Drehgehäuse zugeführter Flüssigkeit im Verhältnis zur maximalen Menge, welche das Diffusorrohr 7 zur Entnahme von Flüssigkeit aufnehmen kann, kann man erreichen, daß die Dicke der Flüssigkeitsschicht 1 radial kaum über den Innenrand 12 oder den kleineren Radius der Eintrittsöffnung 8 des Diffusorrohres" 7 ^zur Entnahme von Flüssigkeit hinausgeht, wobei diese Dicke in der gleichen Größenordnung liegt wie der Durchmesser der Eintrittsöffnung des erwähnten Diffusorrohres. Auf diese Weise bleibt die hydrodynamische Widerstandskraft des Diffusorrohres zur Entnahme von Flüssigkeit klein und die Flüssigkeitsschicht 1 wird kaum gestört. Da ferner bei dieser Form die Flüssigkeitsschicht dünn ist, unterstützt das Drehgehäuse eine geringe Masse an Flüssigkeit.

Die Flüssigkeit kann durch diverse Methoden dem Drehgehäuse zugeführt werden. Gemäß Fig. 1 und 2 ergießt sich die Flüssigkeit direkt auf das Drehgehäuse mittels eines Zuführungsrohres I3 und einer Düse Ik _t wobei die Zuführungsflüssigkeit durch eine zusätzliche Pumpe oder einfach durch die Schwerkraft angetrieben werden kann.

Eine auf diese Weise konstruierte Pumpe arbeitet perfekt und ist äußerst einfach. Trotzdem muß die sich auf das Gehäuse ergießende Flüssigkeit mittels eines wenig wirksamen Verfahrens des Aufpralls und der Reibung bis auf die Umfangsgeschwindigkeit des Gehäuses beschleunigt werden, weshalb der Pumpvorgang wesentlich verbessert wird, wenn die Flüssigkeit dem Drehgehäuse durch ein mit dem Gehäuse koaxiales, drehbares, rohrförmiges System zugeführt wird, wie es in Fig. 3 und k gezeigt ist.

Die Flüssigkeit dringt durch eine axiale Leitung 15 in eine Vielzahl von drehbaren rohrförmigen Zuführungsarmen l6, in denen

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die Flüssigkeit aufgrund der Zentrifugalkraft ihren Druck erhöht. Am Ende dieser Zuführungsarme 16 befinden sich Düsen 17» welche die Flüssigkeit bis auf den Umgebungsdruck ausdehnen, während diese in tangentialer Richtung im gleichen Sinn- wie die tangentiale Geschwindigkeit des Drehgehäuses 2 und der Flüssigkeitsschicht 1 ausgestoßen wird. Bei dieser Anordnung strömt die Flüssigkeit mit geringer Geschwindigkeit durch das Innere der rohrförmigen Arme, mit Ausnahme der Düsen, so daß die Reibungsverluste sehr gering sind.

Die Düsen 1? bleiben dicht an der freien Oberfläche 18 der Flüssigkeitsschicht, ohne jedoch mit dieser in Berührung zu kommen.

Die drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme 16 werden durch die Achse 19 unterstützt und angetrieben, welche konzentrisch zur Unterstützungs- und Antriebsachse 2o des Drehgehäuses 2 liegt.

Variiert man das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten des Drehgehäuses 2 und der drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme 16, so zeigt die hydrodynamische Theorie der Pumpen und bestätigt die Erfahrung, daß die Leistung der Pumpe maximal ist, wenn das erwähnte Drehungsverhältnis einen Wert von annähernd zwei oder etwas darunter hat. Unter diesen Bedingungen für die vorbestimmten Werte des Drucks und der Flüssigkeitsmenge der Pumpe ist der Verbrauch an Energie minimal.

Der Grund dafür liegt darin, daß unter diesen Bedingungen die relative Geschwindigkeit der von den Düsen 17 ausgestoßenen Flüssigkeit im Verhältnis zur Flüssigkeitsschicht 1 gleich null oder sehr gering ist und die Flüssigkeit im Drehgehäuse 2 ankommt, ohne daß kaum Verluste durch Aufprall oder Reibung auftreten.

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Die Unterstützung der Achsen 19 und 2o und deren getrennter Antrieb wird leicht durch einfache Systeme von Riemenscheiben oder Getrieben erreicht, die weiter unten zu beschreiben sind.

Wenn die Beziehung der Winkelgeschwindigkeiten der Einheit gleich gemacht wird, braucht man nur noch eine Achse 6, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist; während die drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme 16 direkt mit dem Drehgehäuse 2 verbunden werden. Diese Pumpen mit einem einzigen Antrieb sind viel einfacher und wirtschaftlicher als die Pumpen mit zwei Antriebsachsen; diese Qualitäten können aber bei verschiedenen Anwendungsformen durch eine geringere Leistung aufgewogen werden.

Diese einzige Achse ist durch Riemenscheiben oder Getriebe antreibbar und kann bei der Anwendung von nicht sehr hohem Druck die Kraftachse des Antriebsmotors sein, wobei die Pumpe keine Kugellager (rodamientos) noch irgendwelche Wellenlager (cojinetes) benötigt.

Es besteht auch die Möglichkeit, daß das Drehgehäuse keine mechanische Betätigung aufweist, sondern durch die hydraulische Kraft der von den Düsen 17 der drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme 16 ausgestoßenen Strahlen angetrieben wird. In diesem Fall dreht sich das Gehäuse 2 mit einer Geschwindigkeit, die zwischen derjenigen der drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme und dem doppelten Wert davon liegt, und die Theorie zeigt und die Erfahrung hat bestätigt, daß die Leistung dieser Pumpe mit hydraulisch angetriebenem Drehgehäuse zwischen den Leistungen der beiden anderen Pumpenarten liegt.

Das Drehgehäuse 2 muß nicht notwendigerweise die in den Figuren 1, 2,3 und k gezeigte Form aufweisen. Seine Aufgabe besteht darin, die Waeserechicht 1 zu halten, weshalb sein Außenring 3

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auch eine gekrümmte Form annehmen kann, wie aus Figur 5zu ersehen ist. Ebenso muß die Ebene der den äußeren Ring des Drehgehäuses

unterstützenden Scheibe nicht notwendigerweise senkrecht zur Drehachse liegen. Konische Formen sind auch akzeptabel, und die Scheibe kann sogar von einer Vielzahl von Radialstäben 21 gebildet werden, welche den die Flüssigkeitsschicht enthaltenden äußeren Ring unterstützen, wie in Figur 5 und 6 zu sehen ist,

Die drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme 16, in denen die Flüssigkeit zentrifugiert wird, brauchen nicht unbedingt radial zu sein. Formen, wie sie in Fig. 5 und 6 gezeigt sind, in denen sich die Rohre von einer axialen zu einer radialen Richtung neigen, sind völlig akzeptabel, genauso wie Formen, bei denen die rohrförmigen Arme sich allmählich in Drehrichtung der Pumpe krümmen.

Das Diffusorrohr zur Flüssigkeitsentnahme besteht nicht notwendigerweise aus einem einzigen Element. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Pumpen auch mit einer Vielzahl von Diffusorrohren zur Flüssigkeitsentnahme funktionieren und daß diese Anordnung zusätzlich noch bequemer sein kann, wenn es sich um das Pumpen von größeren Flüssigkeitsmengen handelt. In diesem Fall sind die Diffusorrohre zur Flüssigkeitsentnahme mit ihren Öffnungen in gleichen Winkelabständen auf dem Umfang der freien Fläche 18 der im Drehgehäuse 2 enthaltenen Flüssigkeit angeordnet, wobei diese Öffnungen in der gleichen Ebene senkrecht zur Drehachse gelegen sind, aber auch kleine Abweichungen dieser Öffnungen in Bezug auf die erwähnte Ebene hingenommen werden können. In den Figuren 5 und 6 ist zum Beispiel eine Pumpe mit zwei Diffusorrohren 7 zur Entnahme von Flüssigkeit gezeigt, Diese Diffusorrohre 7 können auch nebeneinander angeordnet sein, wobei deren Öffnungen auf einer zur Drehachse parallelen Linie

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liegen. Bei beiden Anordnungen sind die Diffusorrohre unter sich gleich.

In diesen Figuren 5 und 6 haben die Unterstützungs- und Antriebsachsen 19 und 2o der drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme 16 und des Drehgehäuses 2 die gleiche geometrische Achse, aber diese Antriebsachsen sind eine in der Verlängerung der anderen angeordnet; wobei in diesem Fall die Flüssigkeit durch das Innere der Antriebsachse für die rohrförmigen Arme in diese eintritt. Diese Anordnung ist bei einigen Anwendungsformen zweckmäßig.

Im folgenden werden Diffusorrohre zur Flüssigkeitsentnahme im einzelnen beschrieben.

Es ist die Aufgabe dieser Diffusorrohre, die Flüssigkeit des Drehgehäuses aufzunehmen und deren Geschwindigkeit in Druck umzuwandeln.

Fig. 7 und 8 zeigen eine Form von Diffusorrohren, die sehr wirksam sind, wie die Praxis gezeigt hat. Das Diffusorrohr zur Flüssigkeitsentnahme weist einen inneren Kanal 22 mit einer typischen Form für einen gebogenen Diffusor auf. Die Eintrittsöffnung 8 befindet sich in einer radialen Ebene, d.h. sie liegt senkrecht zur mittleren örtlichen Geschwindigkeit der in das Rohr eindringenden Flüssigkeit und ihr Außenrand 9 befindet sich in der Nähe der Innenfläche Io des Außenringes 3 des Drehgehäuses. Die Erfahrung hat erwiesen, daß die kreisförmige Gestalt für die Öffnung 8 und den Querschnitt des Diffusorrohres sehr einfach und äußerst wirksam ist. Trotzdem arbeitet das Diffusorrohr«zur Flüssigkeitsentnahme auch in anderen Ausgestaltungen in wirksamer Weise, und für sein Funktionieren ist es nicht wesentlich, daß es eine kreisförmige Gestalt aufweist. Insbesondere sind auch die ovalen oder rechtwinkligen 23 Formen mit abgerundeten

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Ecken für die Öffnung vorteilhaft, deren Hauptachse parallel zur Innenfläche Io des Außenringes 3 des Drehgehäuses angeordnet ist, wie Fig. 9 zeigt. Diese Form der Eintrittsöffnung reduziert die Dicke der Flüssigkeitsschicht 1, wobei sich die Kräfte in der Pumpe vermindern und sich die Perturbationen und Wellen der erwähnten Flüssigkeitsschicht abschwächen.

Die Praxis hat erwiesen, daß die Diffusorrohre zur Flüssigkeitsentnahme auch dann wirksam arbeiten, wenn sie die Form eines Kegels mit gerader Achse 2k aufweisen, wie in Fig. Io gezeigt, und insbesondere die Öffnung 8 so geschnitten ist, daß sie in einer radialen Ebene 25 liegt. Diese Diffusorrohre zur Flüssigkeitsentnahme sind einfacher als die gebogenen, doch ist die Leistung der Pumpe leicht niedriger. Noch einfacher sind die Diffusorrohre zur Flüssigkeitsentnahme in Kegelform mit gerader Achse und einer Eintrittsöffnung, die sich in einer zur Achse 27 des Kegels senkrechten Ebene 26 befindet, wie in Fig. 11 gezeigt; denn bei dieser Form kann das Diffusorrohr in jeder Stellung in Bez'ug auf seine Unterstützung 28 festgemacht werden. Diese Diffusorrohre können mit Vorteil in Pumpen mit kleinem Druck und niedrigen Kosten Anwendung finden.

Im folgenden werden Anordnungen der Düsen 17 zum Ausstrahlen der Flüssigkeit aus den drehbaren rohrförmigen Zuführungsarmen beschrieben.

Mit Bezug auf Fig. 12 und 13 befinden sich an den Enden der drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme 16 Strahldüsen I7, deren Aufgabe es ist, die Flüssigkeit auf den Umgebungsdruck auszudehnen und den Austrittsstrahl in einer tangentialen Richtwig im Drehsinn der Pumpe auszustoßen. Der Strahl muß in einem kleinen Winkel auf die freie Oberfläche 18 der im Drehgehäuse enthaltenen Flüssigkeit aufprallen, weshalb der Außenrand 30 der Auetrittsöffnung 29 sehr dicht an der freien Oberfläche 18 der

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Flüssigkeitsschicht 1 gehalten wird, und der Austrittsstrahl muß eine tangentiale Richtung annehmen. Dafür sind die z.B. in Fig. 12 und 13 gezeigten Formen zweckmäßig, bei denen die Düsen an den Enden 31 der drehbaren rohrförmigen Arme 16 angeschraubt oder angeschweißt sind und sich zu der in einer radialen Ebene liegenden Austrittsöffnung 29 hin krümmen und im Querschnitt vermindern. Diese Austrittsöffnung kann kreisförmig sein, wenngleich auch ovale oder rechtwinklige Formen 32, wie die in Fig. Ik dargestellten, besser verwendbar sind, wenn es sich darum handelt, den ausgestoßenen Strahl so dicht wie möglich an die freie Oberfläche 18 der Flüssigkeitsschicht 1 zu führen.

Bei Pumpen mit geringer Kraft sind seitlich an den drehbaren rohrförmigen Armen 16 angeschraubte Düsen 33» wie in Fig. 15 gezeigt, äußerst einfach, leicht austauschbar und unter funktionellen Gesichtspunkten akzeptabel.

Im folgenden werden Systeme des Flüssigkeitszulaufes zu den drehbaren rohrförmigen Zuführungsarmen beschrieben.

Zwischen der stationären Zulaufleitung und den drehbaren rohrförmigen Zuführungsarmen kann eines der in ihrer Verwendung schon bekannten Dichtungssysteme (sistema de sellado) angeordnet sein, aber es sind auch andere neu erfundene Systeme entwickelt worden, die im folgenden beschrieben werden und die besondere Vorteile bieten, da sie keine mit Reibung arbeitende Teile aufweisen und dazu führen, daß die Pumpen bei verschiedenen Anwendungen selbstansaugend (autocebantes) sind.

Das in Fig. l6 und 17 gezeigte System besitzt keine Teile, die mit Reibung arbeiten. Die Zulaufleitung 3k endet in einer kalibrierten Düse 35» welche die Flüssigkeitsmenge in Übereinstimmung mit dem Zuführungsdruck bestimmt. Der von dieser Düse 35 ausgestoßene Strahl wird in einem Abschnitt aufgenommen, wel-

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eher die Form einer Glocke 36 oder eines Kegelstumpfes aufweist und im zentralen Teil der drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme l6 angeordnet ist. Aufgrund ihrer konischen Form stößt diese Glocke 36 die Flüssigkeit zu den drehbaren rohrförmigen Armen l6. Die Eintrittsleitung reicht nicht an den Rand 37 des Eintrittsabschnitts der Glocke, und es verbleibt eine ringförmige Öffnung 38 zwischen diesen beiden Teilen, durch welche der Überschuß an Flüssigkeit ausströmen kann, wenn die Düse 35 etwas mehr an Flüssigkeit zuführt, als für die Düsen I7 der drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme l6 bestimmt ist.

Da das Zuführungssystem keine Teile aufweist, die mit Reibung arbeiten, ist es praktisch unbegrenzt haltbar. Die Anwendung dieses Systems in der Praxis erfordert, daß der Druck in der Eintrittsleitung nicht stark variiert, damit die durch die Düse 35 ankommende Flüssigkeitsmenge annähernd konstant bleibt.

Diesen Nachteil vermeidet man mit dem neu erfundenen System, das im folgenden beschrieben wird und bei dein ein Zuführungssystem ohne Berührung mit einem Behälter mit konstantem Flüssigkeitsspiegel kombiniert ist.

Mit Bezug auf Fig. 18 gelangt die Flüssigkeit zu den drehbaren rohrförmigen Zuführungsarmen l6 über ein axiales Saugrohr 39, welches in eine Flüssigkeit eintaucht, die mit konstantem Pegel in einem Behälter 40 gehalten wird und über ein« Speisungs- und Zuführungsleitung 41, deren Ende 42 koaxial in das axiale Saugrohr 39 eingeführt ist.

Diese Speisungs- und Zuführungsleitung ki speist anfänglich die drehbaren rohrförmigen Arme l6 und führt ihnen anschließend Flüssigkeit zu. Den Flüssigkeitsstand im Behälter 4o hält man konstant mittels eines Drosselventils U3, welches durch einen

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Schwimmer 44 betätigt wird, der den Durchlaß der Leitung 4l schließt, wenn sich der Flüssigkeitsstand zu erhöhen beginnt, und mittels des axialen Rohres 39» das den Flüssigkeitsüberschuß ansaugt, welcher durch die Leitung 44 in den Behälter gelangen kann, indem sich die Flüssigkeit durch den Schlitz 45 in den Behälter ergießt.

Im folgenden wird ein anderes Zuführungssystem für die Pumpe beschrieben, das ebenfalls keine Berührung hat, selbstspeisend und besonders zum Ankuppeln an schwimmende Pumpen geeignet ist. Dieses System ist in Fig. 19 gezeigt.

Wie in Fig. 19 gezeigt, dringt ein axiales Zuführungsrohr 46 in die Flüssigkeit 47 ein, die in Bezug auf die Pumpe auf einem konstanten Spiegel gehalten wird. Dieses Rohr 46 saugt die Flüssigkeit an und führt sie zu den drehbaren rohrförmigen Zuführungsarmen l6.

Für die anfängliche Speisung der Pumpe, für welche das axiale Zuführungsrohr 46 nicht ausreichen kann, ist eine Mikropumpe 48 in dem in die Flüssigkeit eintauchenden Ende des axialen Zuführungsrohres 46 angeordnet. Diese Mikropumpe kann von Schaufeln oder Flügeln 49 ähnlich denen für eine kleine axiale Pumpe gebildet werden, wie sie in Fig. 2o gezeigt sind. Andere Formen sind aber ebenfalls möglich, z.B. die in Fig. 21 gezeigte schraubenförmige Schaufel 5o.

Dieses Zuführungssystem ist insbesondere geeignet zur Anwendung in schwimmenden Pumpen, wie weiter unten zu beschreiben ist.

Jm folgenden werden Systeme zur Regulierung dos Flüssigkeitsstandes der im Drehgehäuse enthaltenen Flüssigkeit und für die Dämpfung; dor Wellen odor Perturbationen, die sioh in der Flüssigkeit bilden können, beschrieben.

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Mit Bezug auf Fig. 22 wird für eine bestimmte Länge und eine festgelegte Geschwindigkeit der drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme l6 die durch diese Arme zum Drehgehäuse 2 gelangende Flüssigkeitsmenge bestimmt durch die Düsen 17 zur Ausdehnung, welche in den Enden der Zuführungsarme angeordnet sind.

• Das Diffusorrohr 7 ^zur Flüssigkeitsentnahme aus dem Drehgehäuse 2 ist zu versehen mit eirier Eintrittsöffnung 8 und einem Durchflußquerschnitt von ausreichender Größe, um die gesamte von den drehbaren rohrförmigen Armen ausgestoßene Flüssigkeit aufzunehmen, so daß die Dicke der Flüssigkeitsschicht 1 klein und von der gleichen Größenordnung wie der Durchmesser der Eintrittsöffnung zum Diffusorrohr ist.

Nimmt die von den drehbaren rohrförmigen Armen ausgestoßene Flüs-.sigkeitsmenge zu, so erhöht sich die Dicke der Flüssigkeitsschicht I₁ wobei die hydrodynamische Widerstandskraft des Diffusorrohres steigt und die überschüssige Flüssigkeit nach außen spritzt, während unter diesen Umständen die vom Diffusorrohr aufgenommene Flüssigkeitsmenge fast konstant bleibt. Erhöht man die von den drehbaren Rohren ausgestoßene Flüssigkeitsmenge weiter, oder ist diese konstant und man schließt die Ausflußleitung für den Austritt der Flüssigkeit ganz oder teilweise, dann steigt der Überschuß an Flüssigkeit im Verhältnis zu der vom Diffusorrohr aufnehmbaren Flüssigkeit über den Rand 5 des Drehgehäuses.

Die Pumpe kann unter diesen Bedingungen arbeiten, auch wenn sie mehr Kraft absorbiert. In diesem Zusammenhang ist von Interesse, daß die Höhe des Randes 5 klein sein sollte, daß aber beim Unterschreiten dieser Höhe unter einen bestimmten Wert die vom Drehgehäuse nach außen gespritzte Flüssigkeitsmenge sich übermäßig erhöht«

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Zur Vermeidung dieser Nachteile kann man Überlauföffnungen 51 im Rand 5 anbringen, wie sie in Fig. 22 und 23 gezeigt sind. Diese Überlauföffnungen sind so angeordnet, daß ihr Außenrand 52 einen Radius hat, der leicht geringer als der Radius des Innenrandes 12 der iSintrittsöffnung 8 des Diffusorrohres 7 ist. Wenn also die von den drehbaren rohrförmigen Armen durch die Düsen ausgestoßene Flüssigkeitsmenge etwas größer ist als die, welche vom Diffusorrohr aufgenommen wird, so läuft der Überschuß an Flüssigkeit durch die Öffnungen und erhöht nicht wesentlich die von der Pumpe verbrauchte Kraft.

Der Durchmesser dieser Überlauföffnungen ist immer klein im Verhältnis zur Höhe des Randes, und der Abstand zwischen diesen ist größer als ihr Durchmesser. Die kreisförmige Gestalt ist nicht wesentlich, auch wenn sie am einfachsten herzustellen ist; es können auch andere Formen Anwendung finden und diese auch von Schlitzen gebildet sein. Der Rand 5 kann mit oder ohne Öffnungen ein Teil des Gehäuses bilden oder aber zur Erleichterung der Montage der Pumpe ein abnehmbares Teil sein.

Mit Bezug auf Fig. 2h und 25 hat die Erfahrung gezeigt, daß die Wiedergewinnung des Drucks im Diffusorrohr zunimmt, wenn man im Drehgehäuse 2 eine mit Schlitzen $h versehene Trennwand 53 anbringt, welche die Zone der Flüssigkeitsschicht 1 in eine Zone, in der die von den drehbaren rohrförmigen Armen l6 ausgestoßene Flüssigkeit ankommt, und in eine Zone, in welcher die Diffusorrohre 7 die Flüssigkeit aufnehmen, unterteilt. Diese Wand dämpft die Wellen der Flüssigkeitsschicht in der Zone, in der die von den Düsen der drehbaren Arme ausgestoßene Flüssigkeit ankommt, wenn die Flüssigkeit durch die Schlitze 5¹* von der einen in die andere Zone läuft.

Die Höhe dieser Wand muß ausreichend größer sein als die Dicke der Flüssigkeitssohioht, und die Schlitze müssen im Verhältnis

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zu dieser Höhe und zum Abstand zwischen sich schmal (estrechas) sein.

Die mit Schlitzen versehene Trennwand kann einen Teil des Drehgehäuses bilden oder aber ein unabhängiges Teil sein, welches an dem Drehgehäuse angebracht wird.

Die Schlitze können auch ersetzt werden durch kleine Öffnungen, die im gleichen Abstand voneinander am Umfang der Trennwand angeordnet sind. Diese mit Schlitzen bzw. Öffnungen versehene Trennwand verbessert die Wiedergewinnung des Drucks im Diffusorrohr und verhindert die Bildung von Blasen am Ausgang der Pumpe.

Mit Bezug auf Fig. 26 hat die Erfahrung gezeigt, daß die Wiedergewinnung des Drucks sich verbessert und Blasen vermieden werden, wenn man im Boden des Außenringes 3 des Gehäuses 2 einen Kanal 55 vorsieht, in welchen die Öffnung 8 des Diffusorrohres 7 hineinreicht. Die Breite und Tiefe dieses Kanals müssen etwas größer sein als der Durchmesser der Eintrittsöffnung 8 des Diffusorrohres. Bei dieser Form gibt es kaum eine Wasserschicht auf dem Drehgehäuse, und die drehbaren rohrörmigen Arme l6 reichen bis in die Nähe der Innenfläche Io des Aussenringes 3 des Drehgehäuses.

Zur Erzielung einer größeren Klarheit der Exposition dieser Erfindung werden im folgenden verschiedene vollständige Versionen von Pumpen beschrieben, in denen die Elemente der neuen Erfindung enthalten sind, sowie neue Versionen der Pumpen, wie sie in diesen Unterlagen beansprucht werden.

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Fig. 27 und 28 zeigen im Detail eine Pumpe mit einem einzig gen Antrieb durch Getriebekasten unter Verwendung eines Zuführungssystems, welches mit anderen Teilen nicht in Berührung kommt.

.Der Elektromotor 56 treibt die Pumpe über ein vervielfältigendes Getriebegehäuse 57 an. Die einzige Achse 6 der Pumpe ist durch Kugellager 58 und 59 unterstützt, und treibt das Drehgehäuse 2 und die drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme 16 an. Die Flüssigkeit dringt durch die Zuführungsleitung 3k und die kalibrierte Düse 35 ein. Sie tritt durch das Diffusorrohr 7 und die Austrittsleitung 11 aus der Pumpe aus. Die Pumpe ist mit einem äußeren Schutzgehäuse 60 versehen, in das sich die vom Diffusorrohr 7 herausgespritzte Flüssigkeit und der Überschuß an von der Düse 35 ausgestoßener Flüssigkeit gegenüber der von den Düsen I7 der drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme 16 ausgestoßenen Flüssigkeit ergießt. 'Dieser Überschuß an Flüssigkeitsmenge ergießt sich nach außen oder wird durch ein im Schutzgehäuse 60 befindliches Ablaßrohr 6l zur Einlaßöffnung der Pumpe geführt. In dieser Pumpe werden die · drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme durch einen festen durchbohrten Körper l6 gebildet, an dem die Düsen 17 angeschraubt sind. Diese konstruktive Anordnung kann bei einigen Anwendungen wirtschaftlicher sein.

In Fig. 29 und 3o ist im Detail eine Pumpe mit einem einzigen Antrieb durch Riemenscheiben und Flachriemen gezeigt, die ein Zuführungssystem ohne Berührung kombiniert mit einem Behälter mit Flüssigkeit von konstanter Höhe umfaßt»

Die Pumpe wird in vertikaler Lage durch den Elektromotor 56 über die Riemenscheiben 62 und 63 und den Flachriemen 6k an-

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getrieben. Die Achse der Pumpe 6 ist von den Kugellagern 58 und 59 unterstützt und treibt die drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme l6 und das Drehgehäuse 2 an. Die Flüssigkeit gelangt durch die Zulaufleitung kl, das Ventil 43 und die Speisungs- und Zuführungsleitung 42 in die Pumpe. Der Flüssigkeitsspiegel wird im Behälter 4o dank eines Schwimmers 44 und des axialen Saugrohres 39 konstant gehalten.

In den Figuren 3I und 32 ist eine schwimmende Pumpe gezeigt. Die einzige Antriebsachse 6 der Pumpe ist direkt auf der Achse eines vertikal angeordneten Elektromotors 56 angebracht, der auf diese Weise die drehbaren rohrförmigen Arme 16 und das Drehgehäuse 2 antreibt.

Die Pumpe ist an einem ringförmigen Schwimmer 65 mittels eines Flansches 66 (brida) angebracht, welcher mit dem ringförmigen Vorsprung 67 des Schwimmers verbunden ist, wobei das Umschließen der Pumpe verhindert, daß Spritzer zum Motor gelangen können.

Die Pumpe umfaßt ein Zuführungssystem durch die axiale Zuführungsachse 46 und die der anfänglichen Speisung dienenden Mikropumpe 48.
In der Pumpe ist das Drehgehäuse 2 mit seiner Öffnung und dem Rand 5 nach oben angeordnet, damit die Montage der Leitung 11 erleichtert wird, welche die vom Diffusorrohr 7 aufgenommene Flüssigkeit über den Flansch 66 des MOtors nach aussen abzieht. Die Scheibe 4 des Drehgehäuses 2 kann mit Öffnungen 68 versehen sein, um die im Drehgehäuse enthaltene Flüssigkeit beim Anhalten der Pumpe zu entleeren.

Der Schwimmer 65 kann sehr unterschiedliche Gestaltungen annehmen. Ringförmige Formen, wie die in Fig. 31 gezeigten,

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sind zweckmäßig.

Diese schwimmende Anordnung ist besonders nützlich zum Pumpen von Wasser in Brunnen bzw. Gewässern (pozos) mit variablem Spiegel, wobei ein flexibler Schlauch 69 am Austritt der Pumpe angebracht wird und sich den Veränderungen im Spiegel des im Brunnen bzw. Gewässer befindlichen Wassers anpaßt. Für diese Verwendungsart ist die Anbringung eines Maschenfilters 7° in der Öffnung des Schwimmers zweckmäßig.

Der dargestellte Typ der schwimmenden Pumpe bezieht sich auf eine Pumpe mit Antrieb durch eine direkt an der Welle des Elektromotors angebrachte Achse. Dieser Typ zeigt den einfachsten Fall, doch ist diese schwimmende Anordnung für diese Klasse von Pumpen nicht beschränkend.

In der Folge werden neue Ausführungsformen der Pumpen mit doppelter Achse und doppeltem Antrieb gezeigt.

In Fig. 33 ist eine dieser Pumpen gezeigt, in welcher die Antriebsachsen 19 und 2o für die drehbaren rohrförmigen Arme und das Drehgehäuse koaxial liegen, wobei zwischen den beiden Achsen Kugellager 7I und J2 und zur Unterstützung der äusseren Achse weitere Kugellager 73 und 7^ angebracht sind. Die Achsen werden mittels der Riemenscheiben 75 und 76 angetrieben, welche nahe beieinander angeordnet sind, damit sie mittels Riemen und zwei weiteren, am Ende der Motorwelle befindlichen Riemenscheiben angetrieben werden können.

Das Drehgehäuse 2 ist offen und die Flüssigkeit gelangt durch diese offen« Seite in die Pumpe über das Zuführungssystem 3^»

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die Düse 35 und die oben beschriebene Glocke 36. Trotzdem können auch ein herkömmliches Dichtungssystem und andere der in diesen Unterlagen beschriebenen Systeme angewendet werden.

Alternativ kann die Flüssigkeit auch durch die Antriebsachse 19 in die drehbaren rohrförmigen Arme l6 gelangen, wie mit Punkten in der erwähnten Fig. 33 angegeben ist. Am Ende der Achse kann sich ein Dichtungselement 77 (elemento de sellado) befinden, wobei diese Zuführungsanordnung zweckmäßiger ist, wenn man ein herkömmliches Dichtungssystem anwenden möchte.

Die Figur zeigt ferner eine mit Schlitzen versehene Wand 53, ein Außengehäuse 60, ein Abfluß 61 und das Pumpengestell 78.

In Fig. 34 ist eine Pumpe mit Doppelachse und geschlossenem Drehgehäuse dargestellt, wobei die zwei Antriebsachsen 19 und 20 der drehbaren rohrförmigen Arme 16 und des Drehgehäuses 2 konzentrisch zueinander angeordnet sind. Die Kugellager 71 und 72 unterstützen die Achse der drehbaren rohrförmigen Arme sowie die Kugellager 73 und 74 die Achse des Drehgehäuses. Das Drehgehäuse befindet sich zwischen den Kugellagern 73 und 71.

Das Drehgehäuse 2 ist geschlossen und die Flüssigkeit gelangt durch die Achse 19 in. die drehbaren rohrförmigen Arme und tritt durch das Diffusorrohr 7 über eine mit der Antriebsachse 2o konzentrischen axiale Leitung 79 aus. Diese axiale Leitung 79 ist Teil eines Stückes 80, welches das D.ffusorrohr 7 unterstützt und mittels eines anderen Stückes 81, welches seinerseits das Kugellager 74 unterstützt, mit dem Pumpengestell 78 verbunden.

Um zu vermeiden, daß eine Zunahme der im Drehgehäuse enthaltenen Flüssigkeitsmenge zu einer ungebührlich hohen Steigerung

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der von der Pumpe verbrauchten Kraft führt, kann man am Drehgehäuse in Umfangsrichtung liegende Öffnungen 82 anordnen, damit die Flüssigkeit durch diese Öffnungen abläuft, wenn sie einen geringeren Radius als den des Xnnenrandes 12 der Öffnung 8 des Diffusorrohres erreicht.

Fig. 3^ zeigt auch die nebeneinander angeordneten Antriebsriemenscheiben 75 und 76, eine Dichtung 77 (sellado) für den Flüssigkeitseintritt von herkömmlicher Art und Dichtungsstücke gegen das Wasser 83 (juntos de estanqueidad), welche die Kugellager gegen Flüssigkeitsspritzer schützen.

Pumpen dieses Typs sind kompakt, widerstandsfähig und geeignet, hohe Betriebsdrücke zu liefern.

Fig. 35 zeigt in einem Schnitt eine Pumpe mit Doppelantrieb, wobei die Antriebsachsen 19 und 2o der drehbaren rohrförmigen Arme l6 und des Drehgehäuses 2 in Verlängerung Zueinander liegen, das Drehgehäuse aber eines vom offenen Typ ist. Die Flüssigkeit gelangt durch die Achse 19 in die drehbaren rohrförmigen Arme und die vom Diffusorrohr 7 aufgenommene Flüssigkeit tritt durch die offene Seite des Drehgehäuses durch eine Austrittsleitung 11 aus, die auf der gleichen Pumpenseite gelegen ist, durch welche die Flüssigkeit auch eintritt. Die Antriebs- ä riemenscheiben 75 und 76 der drehbaren rohrförmigen Arme und des Drehgehäuses befinden sich an den Enden dieser Achsen, damit bei dieser Art die Pumpe mit Riemen von einem Motor über an den beiden Enden des Motors vorgesehene Riemenscheiben angetrieben werden kann.

Die Fig. 35 zeigt ferner die Anordnung der Kugellager 71 und für die Antriebsachse der drehbaren rohrförmigen Arme, die Ku-

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gellager 73 und 7^ für die Achse des Drehgehäuses, das Außengehäuse 60 und die mit Schlitzen versehene Trennwand 53.

37 sseiRr't schliesslich im Schnitt eine Pumpe mit Doppclnntrieb, die in dem spanischen "Cortificado de Adicicm"NQ 3^9330 eingeti*agen ist Und nachfolgend boschrieben \v\ird:

Die Antriebsachse 20 des Drehgehäuses 2 ist auf den mittlcron Teil der Achse 19 der drehbaren rohrförmigen Arme l6 montiert. Die Kugellager 71 und 72 de.r Antriebsachse I9 der drehbaren rohrförmigen Arme l6 sind an den Enden dieser Achse angeordnet, das Drehgehäuse 2 befindet sich dazwischen. Dieses Drebgehäusc 2 ist eines vom offenen Typ und seine Achse 20 ist koaxial auf der Achse 19 der drehbaren rohrförmigen Arme l6 mittels Kugellagern 73 und 7^ angebracht. Beide Antriebsachsen 19 und 20 werden über die Riemenscheiben 75 und 76 durch entsprechende Riemen von zwei Riemenscheiben aus angetrieben, die nebeneinander in der Austrittsachse eines in der Figur nicht gezeigten Motors angeordnet sein können. Die gezeigte Art von DoppelaiitrieTjji"

pumpen ist kompakt und Wiederstandfähvig, die Kugellager dos Drehgehäuses unterliegen nur dem Unterschied zwischen den Drehgeschwindigkeiten der beiden Antriebsachsen 19 und 20; und Riemenscheiben der beiden Achsen köiaen mit Riemenscheiben angeordnet werden, die nur an einer Seite des Motors angebracht sind.

Außerdem ist die Antriebsachse der drehbaren rohrförmigen Arme an den Enden gestüzt, .d.,h. sie arbeitet nicht in einer freitragenden Stellung.

Fig. 37 zeiget auch das Zuführvmgssystem für din Flüssigkeit. Die Flüssigkeit tritt in die drehbaren rohrförmigen Arme l6 durch die Antriebsachse 19 eine. Die Flüssigkeitseintrittsdäck· tung 77 und das Stützelement .84, die an dom l'umpongestoll 73

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befestigt sind, werden auch gezeigt. Das Diffusorrohr 7, sein Ausflussrohr 11, die Trennwand 53, das Aussefl^gehäuse 60, und der Abfluss 6l sind denen anderer Typen von schon beschriebenen Doppelantriebspumpon ähnlich.

Es ist wohl selbstverständlich, dass die beschriebenen Aus führ uniformen der Pumpen in keiner Weise beschränkend sind. Insbesondere können die Antriebssysteme mit Riemenscheiben von Getriebe— ,Systeme ersetzt werden, besonders bei Pumpen mit grosser Kraft. Im folgenden werden Pumpen mit Doppelachse und hydraulischem Antrieb des Drehgehäuses beschrieben.

Die Ausführungsformen der in Fig. 33 und 35 gezeigten Pumpen sind ebenfalls anwendbar auf Pumpen mit hydraulischem Antrieb des Drehgehäuses, wobei es genügt, den mechanischen Antrieb des Drehgehäuses durch Riemen zu entfernen.

Speziell für diesen Fall von hydraulischem Antrieb des Drehgehäuses ist die in Fig. 36 gezeigte Anordnung besonders zweckmäßig.

Die Pumpe ist mit ihrer vertikalen Achse und dem Drehgehäuse nach unten offen angeordnet, damit die Ausleerung der Flüssigkeit während des Anlassens der Pumpe erleichtert wird, bis das Drehgehäuse seine Gleichgewichtsgeschwindigkeit erreicht hat. Die Achse 19 der drehbaren rohrförmigen Arme ist durch Kugellager 71 und 72 unterstützt und wird durch einen Motor direkt oder indirekt über Getriebe oder Riemenscheiben angetrieben, wie in dem in der Figur gezeigten Fall. Das Drehgehäuse wird durch seine Achse 2o und die Kugellager 73 und 7^ unterstützt und durch die von den Düsen 17 der drehbaren rohrförmigen Zuführungsarme l6 ausgestoßenen Flüssigkeitsstrahlen angetrieben, während die Pumpe mittels eines Außengehäuses 60, das als Gestell für die Pumpe dient, geschützt wird. In der Figur ist ein Zuführungssystem zu den drehbaren rohrförmigen Armen gezeigt, welches aus der Zuführungsleitung Jk₁ der die Flüssigkeit ausstoßenden Düse 35 und der Glooke. 36 gebildet wird; es können aber auch irgendwelche der anderen oben beschriebenen Systeme Anwendung Kneten«,

Fig. 37 zeigt schließlich im Schnitt eine Pumpe mit Doppelantrieb, wobei die Antriebsachse 3 für das Drehgehäuse 1 koaxial auf dem mittleren Teil der Antriebsachse k für die drehbaren rohrförmigen Arme 2 montiert und das Drehgehäuse eines vom offenen Typ ist. Die Kugellager 12 und 13 der Antriebsachse k sind an den Enden dieser Achse angeordnet und befinden sich je auf einer der beiden Seiten des Drehgehäuses 1, während die Lagerungen (alojamientos) Ik und 15 der erwähnten Kugellager am Pumpengestell 16 festgemacht sind.

Die Antriebsachse 3 für das Drehgehäuse ist koaxial auf der Achse k mittels Kugellagern 17 und 18 angebracht, die nur der Differenz in den Drehgeschwindigkeiten der Achsen 3 und k unterworfen sind. B_eide Antriebsachsen 3 und k werden über die Riemenscheiben 8 und 9 durch entsprechenden Riemen von zwei Riemenscheiben aus angetrieben, die in der Austrittsachse eines in der Figur nicht gezeigten Motors angeordnet sind.

In Fig. 37 ist auch das Zuführungssystem für die Flüssigkeit gezeigt, welche durch die Achse 4, die Dichtung 2h (sellado) für den Flüssigkeitseintritt und das am Gestell l6 festgemachte Teil 21 zu den drehbaren rohrförmigen Armen 2 gelangt.

Es ist wohl selbstverständlich, daß die beschriebenen Ausführungsformen der Pumpen in keiner Weise beschränkend sind. Insbesondere können die Antriebssysteme mit Riemenscheiben von Getriebesystemen ersetzt werden, besonders bei Pumpen mit großer Kraft.

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Die Wahl der Pumpen mit einem einzigen Antrieb, mit hydraulischem Antrieb oder Doppelantrieb, sowie die Wahl der in Zusammenhang mit diesen drei Typen beschriebenen Varianten hängt von der für die Pumpen vorgesehenen Verwendungsart ab, insbesondere was die Flüssigkeitsmenge, die Drücke und die Art der zu pumpenden Flüssigkeit betrifft, wobei in jedem Fall der geeignetste und wirtschaftlichste Typ entsprechend der zu verwirklichenden Aufgabe gesucht wird.

Vorteile

Die beschriebenen Pumpen weisen gegenüber anderen Arten von Pumpen die folgenden Vorteile auf:

a) Möglichkeit der Erzielung von sehr hohen Drücken mittels einer einzigen Stufe (escalonamiento) einschließlich bis zu Drücken von loo kg/cm2 und mehr.

b) Nichtvorhandensein von Dichtungen oder Stopfbüchsen bei hohem Druck in allen Versionen der Pumpen, und ferner Nichtvorhandensein der Dichtungen bei niederem Druck in verschiedenen Versionen der Pumpen. - ·

c) Selbstansaugend bei verschiedenen Anwendungen

d) Wirtschaftlich und einfach

e) Minimale Wartung

f) Zufriedenstellende Leistung

g) Nichtvorhandensein von Druckstößen·

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Claims

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Patentansprüche

Verbesserungen für eine neue Art von Rotationspumpe, in welcher der Druck erzeugt wird durch Umsetzung des dynamischen Drucks einer in einem Drehgehäuse (2) enthaltenen dünnen Flüssigkeitsschicht (l), in einen statischen Druck mit Hilfe einer Vielzahl von schöpfenden Diffusorrohren (7), die in einer Richtung entgegengesetzt zur durchschnittlichen Umfangsgeschwindigkeit der Flüssigkeitsschicht an den Aufnahmeabschnitten der schöpfenden Diffusorrohre in die Flüssigkeitsschicht hineinreichen, in welcher die Flüssigkeit mit Hilfe einer Vielzahl von koaxial zum Drehgehäuse (2) rotierenden drehbaren rohrförmigen Armen (l6) in das Drehgehäuse (2) gebracht wird, wobei die Flüssigkeit aufgrund der Zentrifugalkraft innerhalb der drehbaren rohrförmigen Arme (l6) ihren Druck erhöht und durch eine Vielzahl von am Ende dieser Arme angeordnete Düsen (lk) in tangentialer Richtung und in der gleichen Richtung wie die Umfangsgeschwindigkeit der im Drehgehäuse (2) befindlichen Flüssigkeitsschicht (l) ausgestoßen wird, wobei die Drehgeschwindigkeit dieser rohrförmigen Arme (l6) im Verhältnis zur Drehgeschwindigkeit des Drehgehäuses (2) aus der Gruppe der.drei folgenden Vorschläge ausgewählt wird:

gleiche Drehgeschwindigkeiten, die rohrförmigen Arme (l6) und das Drehgehäuse (2) sind auf der gleichen Antriebsachse (6) angebracht;

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eine Drehgeschwindigkeit, die annähernd der Hälfte der Drehgeschwindigkeit des Drehgehäuses (2) gleich ist, wobei die rohrförmigen Arme (16) und das Drehgehäuse (2) auf verschiedenen Antriebsachsen (19» 2o) angebracht sind; ein Zwischenwert der Drehgeschwindigkeit der zwei vorhergehenden Fälle, wobei das Drehgehäuse (2) von einem von den rohrförmigen Armen (l6) ausgestoßenen Flüssigkeitsstrahl und als einziges mechanisch angetrieben wird;

in welcher die neuen Verbesserungen in den Pumpen ein neues System zum Regulieren der im Drehgehäuse enthaltenen Flüssigkeitsmenge umfassen, wobei die schöpfenden D^ffusorrohre (7) entsprechend bemessen und konstruiert sind, damit sie die gesamte in das Dreh— gehäuse gelangende Flüssigkeit abzüglich der durch Spritzer oder Überlaufen nach außen gelaufenen Flüssigkeit ansaugen können;

neue Verbesserungen in der Anbringung und Form der schöpfenden Diffusorrohre, wobei deren Aufnahmeabschnitte (8) nahe der Innenfläche (lo) des Außenringes (3) des Drehgehäuses (2) angeordnet sind, damit die Flüssigkeitsschicht dünn ist und eine Stärke aufweist, die annähernd die gleiche ist, wie de? Innendurchmesser des Aufnahmeabschnitts (8) des schöpfenden Diffusorrohres (7)» wobei die schöpfenden Diffusorrohre (7) so angeordnet sind, daß nur ihre Enden in die Flüssigkeitsschicht (l) eintauchen, und wobei sie so konstruiert sind, daß ihre innere Querschnittsfläche vom Aufnahmeabschnitt (8) allmählich zunimmt, damit die gesamte Umsetzung des dynamischen Drucks der Flüssig-

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keit in den statischen Druck innerhalb der Diffusorrohre erfolgt und somit die im Drehgehäuse enthaltene Flüssigkeitsschicht so wenig wie möglich gestört wird;

neue Verbesserungen an den oben erwähnten schöpfenden Diffusorrohren bezüglich deren Menge und Anordnung in Bezug zum Drehgehäuse, wobei die neue Anordnung aus der Gruppe der folgenden Vorschläge gewählt wird:

ein einziges schöpfendes Diffusorrohr (7)1 das an irgendeinem Punkt des Umfangs der Flüssigkeitsschicht (l) im Drehgehäuse (2) angeordnet ist;

eine Vielzahl von schöpfenden Diffusorrohren (7) gleicher Bemessungen, die in einer zur Achse des Drehgehäuses (2) senkrechten Ebene liegen und mit ihren Aufnahmeabschnitten (8) in regelmäßigen Abständen um den Umfang (lo) des Drehgehäuses (2) angeordnet sind;

eine Vielzahl von schöpfenden Diffusorrohren (7) gleicher Bemessungen, die nebeneinander in einer zur Achse des Drehgehäuses parallelen Linie angeordnet sind;

neue Verbesserungen in der Anordnung der Expansions- und Ausstoßdüsen für die durch die Zentrifugalkraft der drehbaren rohrförmigen Arme komprimierte Flüssigkeit^- wobei diese Düsen (17, 33) an den Enden der rohrförmigen Arme (l6) angebracht sind und ihre Form aus der Gruppe der folgenden Vorgeschläge gewählt wirdj

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eine Form von Düse, die von einer radialen Richtung zu einer tangentialen Richtung gebogen ist, während sich ihr Aufnahmeabschnitt allmählich verringert, und die mit ihrem äußeren Ende (3o) sehr nahe an der freien Oberfläche (l8) der Flüssigkeitsschicht (l) angeordnet ist; und eine seitliche Anbringung der Düse (33) an. den Seiten der äußeren Enden der drehbaren Rohre (l6), wobei die Flüssigkeit ebenfalls in tangentialer Richtung ausgestoßen wird;

neue Verbesserungen an den Flussigkeitszuführungssystemen für die oben erwähnten drehbaren rohrförmigen Armein in welcher alle Arten von Dichtungssystemen ausgeschaltet sind und wobei das Flüssigkeitszuführungssystem aus der Gruppe der folgenden Vorschläge ausgewählt wird:

ein glockenförmiges Element (36), das sich an der Verbindungsstelle der drehbaren rohrförmigen Arme (l6) befindet, wobei dessen Öffnung nach außen gerichtet ist und in welches ein Zuführungsrohr (3^) hineinreicht, ohne mit dem glockenförmigen Element (36) in Berührung zu kommen, wobei eine kalibrierte Düse (35) am Ende der Zuführungsleitung (3^) angeordnet ist, die Durchflußleistung bestimmt und die Flüssigkeit in das glockenförmige Element (36) ausstößt, wo diese aufgefangen und in die rohrförmigen Arme (l6) gestoßen wird;

ein axiales Saugrohr (39)» das an der Verbindungsstelle der drehbaren rohrförmigen Arme (l6) vorgesehen ist, wobei die Pumpe vertikal angeordnet ist» während das Ende des axialen Saugrohres (39) in eine

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innerhalb eines Behälters (4o) auf konstantem Stand gehaltene Flüssigkeit eintaucht und die Flüssigkeit aus diesem Behälter ansaugt, wobei die Flüssigkeit den drehbaren rohrförmigen Armen (l6) mittels eines koaxial in das axiale Saugrohr eingeführten Einfüll- und Zuführungsrohres (42) (priming and feeding tube) zugeführt wird, wobei das Einfüll- und Zuführungsrohr (42) anfänglich die Pumpe speist und ihr danach Flüssigkeit zuführt, während die Flüssigkeit im Behälter (4o) mittels eines Schwimmers (44) konstant gehalten wird, welcher ein im Einlaßrohr (4l) befindliches Ventil (4-3) betätigt, sowie mittels des axialen Saugrohres (39);

ein an der Verbindungsstelle der drehbaren rohrförmigen Arme (l6) befindliches axiales Zuführungsrohr (46), wobei die Pumpe mit ihrer Antriebsachse vertikal angeordnet ist und der Flüssigkeitsstand in Bezug auf die Pumpe konstant gehalten wird, wobei das Ende des axialen Zuführungsrohres (46) in die Flüssigkeit mit konstantem Spiegel eingeführt ist und die Flüssigkeit durch das axiale Zuführungsrohr (46) asu den drehbaren Armen {"16) strömt, wobei eine kleine axiale Mikropumpe (48) mit Schaufeln (49, 50) zur anfänglichen Speisung am eingetauchten Ende des axialen Zuführungsrohres (46) angeordnet ist}

neue Verbesserungen, welche einen Rand (5) umfassen, der eine der Seiten des Drehgehäuses (2) bildet, in dem die Flüssigkeitsschicht durch Zentrifugalkraft aufrechterhalten wird, und dessen Form aus der Gruppe der folgenden Vorschläge gewählt ist:

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ein Hand (5) mit einer Höhe, die etwas über dem Stand dor im ürohgehäuse (2) enthaltenen Flüssigkeitsschicht (l) liegt; ein Rand (5) mit oiner Vielzahl von gleichmäßig über die Umfangsflache verteilten Überlauföffnungen (5l)» deren Durchmesser im "Vergleich zur Randhöhe klein ist und die so angeordnet sind, daß ihre Außenkanten (52) einen etwas geringeren Radius aufweisen, als die Innenkante (12) des Aufnahmeabschnitts (8) des schöpfenden Diffusorrohres (7);

neue Verbesserungen, welche die zusätzliche Anbringung einer mit einer Vielzahl von Schlitzen (5*0 versehenen Trennwand (53) im Drehgehäuse (2) umfaßt, welche sich zwischen dem Gebiet der im Drehgehäuse enthaltenen Flüssigkeitsschicht (l), in welchem der von den rohrförmigen Armen (l6) ausgestoßene Flüssigkeitsstrahl aufgefangen wird, und dem Gebiet der Flüssigkeitsschicht, in dem die schöpfenden Diffusorrohre (7) die Flüssigkeit aufnehmen, befindet, wobei die ,Wand (53) dazu dient, die Druckrückgewinnung in den schöpfenden Diffusorrohren (7) zu erhöhen, und die Bildung von Luftblasen am Pumpenauslaß verhindert, wobei die Wandhöhe größer sein sollte, als die Dicke der im Drehgehäuse enthaltenen Flüssigkeitsschicht (l) und die Schlitze (5^) im Verhältnis zur Wandhöhe und auch zum Umfangsabstand der Schlitze voneinander schmal sind;

neue Anordnungen des Drehgehäuses, wobei im Boden (lo) seines Außenringes (3) ein Kanal (55) vorgesehen ist, in den das Ende des schöpfenden Diffusorrohres (7) eingeführt ist, wobei die Tiefe und Breite des Kanals (55) etwas größer sind, als der Aufnahmeabaohnitt (8) des schöpfenden Diffusorrohres (7)·

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Neue schwimmende Ausführung für eine neue Art von Rotationspumpe für Flüssigkeiten, welche die oben beanspruchten Verbesserungen aufweist, dadurch gekennzeichnet., daß die Pumpe mit ihrer Antriebswelle in vertikaler Stellung angeordnet is,t und von einem Schwimmer (65) unterstützt wird, und daß die Flüssigkeit in die drehbaren rohrförmigen Arme (l6) über ein axiales Zuführungsrohr (46) gelangt, welches in die Flüssigkeit eintaucht, auf der die Pumpe schwimmt, und daß das axiale Zuführungsrohr an seinem Ende mit einer Mikropumpe (**8) zur Speisung ausgestattet ist.

Neue Anordnung einer neuen Art von Rotationspumpe für Flüssigkeiten mit Doppelachse, welche die oben beanspruchten Verbesserungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Anordnung dieser Achsen (19» 2o), Gehäuse, Flüssigkeitsaufnahme- und Flüssigkeitsauslaßteile und die Anbringung von Riemenscheiben der Rotationspumpe für Flüssigkeiten mit Doppelachse aus der Gruppe der folgenden Vorschläge gewählt wird:

koaxiale Anordnung der Antriebsachsen (19» 2o)für die drehbaren rohrförmigen Arme (l6) und das Drehgehäuse (2), wobei sich die erste Achse (19) in der zweiten (2o) befindet, das Drehgehäuse (2) offen ist, die Flüssigkeit über eine in der Verlängerung der Achse (l9) für die Arme (l6) gelegene axiale Leitung (3*0 in die drehbaren rohrförmigen Arme (l6) gelangt, die Flüssigkeit aus dem schöpfenden Diffusorrohr (7) durch eine Leitung (ll) austritt, die auf der gleichen Seite des Drehgehäuses (2) gelegen ist wie der Flüssigkeitseintritt, und die Antriebsriemenscheiben (75» 76) der

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drehbaren rohrförmigen Arme (l6) und des Drehgehäuses (2) nebeneinander angeordnet sind und ihrerseits von zwei weiteren, am Ende der Motoräntriebswelle angebrachten Riemenscheiben angetrieben werden,;

koaxiale Anordnung der Antriebsachsen für die drehbaren rohrförmigen Arme (l6) und das Drehgehäuse (2), wobei sich die erste Achse (19) in der zweiten (2o) befindet, das Drehgehäuse (2) offen ist, die Flüssigkeit durch die AChSe₄(IP) der drehbaren rohrförmigen Arme (l6) in diese gelangt, die Flüssigkeit aus dem Diffueorrohr (7) durch eine Leitung (ll) austritt, die sich auf der Seite des Drehgehäuses befindet, welche der Seite gegenüberliegt, in der die Flüssigkeit eintritt, und wobei die Antriebsrxemenscheiben (75» 7^) der drehbaren rohrförmigen Arme (l6) und des Drehgehäuses (2) nebeneinander angeordnet sind, um ihrerseits von zwei weiteren, am Ende der Motorantriebswelle angeordneten Riemenscheiben angetrieben zu werden;

Anordnung der Antriebsachsen (l9i 2o) für die dreh baren rohrförmigen Arme (l6) und das Drehgehäuse (2), bei der beide Achsen sich auf der gleichen geometrischen Achse eine hinter der anderen befinden, das Drehgehäuse (2) geschlossen- ist, die Flüssigkeit durch die Achse (19) der drehbaren rohrförmigen Arme (l6) in diese gelangt, die Flüssigkeit aus dem Diffusorrohr (7) durch eine stationäre axiale Leitung (79) austritt, die in der Antriebsachse (2o) des Drehgehäuses (2) gelegen ist, und die Antriebsriemenscheiben (75f 76) der drehbaren rohrförmigen Arme (l6) und des Drehgehäuses (2) nebeneinander angeordnet sind, um ihrerseits von zwei wei-

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teren, am Ende der Motorantrxebsachse angebrachten Riemenscheiben angetrieben zu werden;

Anordnung der Achsen (.19» 2o) für die drehbaren rohrförmigen Arme (l6) und das Drehgehäuse (2), bni der beide Achsen auf der gleichen geometrischen Achse eine hinter der anderen angeordnet sind, das Drehgehäuse (2) offen ist, die Flüssigkeit durch die Achse (19) der drehbaren rohrförmigen Arme (l6) in diese gelangt, die Flüssigkeit aus dem schöpfenden Diffuorrohr (7) durch eine Leitung (ll) austritt, die auf der gleichen Seite des Drehgehäuses gelegen ist, auf der die Flüssigkeit eintritt, wobei die Antriebsriemenscheiben (75» 76) der drehbaren rohrförmigen Arme und des Drehgehäuses an den Enden der entsprechenden Achsen (19» 2o) angeordnet sind, damit sie ihrerseits von zwei weiteren Riemenscheiben angetrieben werden können, die an den zwei freien Enden einer Motorantriebswelle angebracht sind.

Neue Anordnung einer neuen Art von Rotationspumpe für Flüssigkeiten mit Doppelachse und hydraulischem Antrieb des Drehgehäuses, welche die oben beanspruchten Verbesserungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (2o) des Drehgehäuses (2) vertikal angeordnet ist, das Drehgehäuse (2) an seiner unteren Seite offen ist, und daß ein äußeres Gehäuse (60) als Pumpenabstützplatte dient, welche die Kugellager (73> 7*0 der Achse (2o) für das Drehgehäuse (2) unterstützt, während die erwähnte Achse (2o) die Kugellager (71, 72) und die Achse (19) der drehbaren rohrförmigen Arme (16) unterstützt.

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5. Neue Anordnung einer neuen Art von Rotationspumpe für Flüssigkeiten, weJche die Verbesserungen von Anspruch 1 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbesserung ein Zuführungssystem für die Flüssigkeit in das Drehgehäuse umfaßt, daß die Flüssigkeit mit niederer Geschwindigkeit direkt auf die Innenseite des Drehgehäuses mit Hilfe einer Vielzah^Aron Düsen ausgestossen wird, wobei das Zuführungssystera aus der Gruppe der folgenden Vorschläge ausgewählt wird:

Zuführüngssystem durch Schwerkraft; Zuführungssystem mittels einer zusätzlichen Pumpe mit niederem Druck.

6. Neue Ausführung einer neuen Art von RotatAuspumpen für Flüssigkeiten mit Doppelachse, welche die in Anspruch 1 beanspruchten Verbesserungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbesserung aus einer reuen Anordnung der Antriebsachse (19,20) für die drehbaren rohrförmigen Arme (16) und das Drehgehäuse (2) und der Anbringung des Drehgehäuses (2) koaxial auf diesen Achsen besteht, die Achse (20) des Drehgehäuses (2) koaxial auf dem mitüeren Teil der Achse (19) der rohrförmigen drehbaren Arme (16) gelagert ist, die Lager (71, 72) dieser Achse (19)' für die drehbaren rohrförmigen Arme (16) an den Enden dieser Achse (19) angebracht sind, die Gehäuse dieser Lager (71, 72) an der Pumpenabstützplatte (7H) befestigt sind, das Drehgehäuse (2) auf der Achse (20) in einer freitragenden Stellung mittels Lager (73, 7¹I) angebracht ist, welche allein dem Unterschied in den Geschwindigkeiten der beiden Achsen (19, 20) ausgesetzt sind, die Flüssigkeit durch die Achse (19) der drehbaren rohrförmigen Arme (16) in diese gelangt, das Drehgehäuse offen ist, die Flüssigkeit aus den schöpfenden Diffusorrohren (7) durch ei»leitung (11) austritt, die

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in der gleichen Seite des Drehgehäuses (2) wie die Flüssigkeit sauf nähme gelegen ist, die Antriebsriemenscheiben (75, 76) für die drehbaren rohrförmigen Arme (16) und das Drehgehäuse (2) nebeneinander und beide zwischen den Lagern (71j 72) für die Achse (19) der drehbaren rohrförmigen Arme (16) angeordnet sind, und diese zwei Riemenscheiben ihrerseits von zwei weiteren am Ende der Motorantriebswelle angeordneten Riemenscheiben angetrieben werden.

Verbesserungen in einer neuen Art von Rotationspumpe für Flüssigkeiten entsprechend der Beschreibung in dem vorhergehenden Abschnitt mit dem Titel "Beschreibung der Erfindung¹¹ wie in den dazugehörigen Zeichnungen dargestellt gemäß den spezifizierten Zielen.

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