DE2339187C3 - Fördervorrichtung mit einem Förderrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung zur Förderung von Wasser bzw. schlammhaltigem Wasser, insbesondere zur Abwasserförderung, mit einem horizontaiachsigen Förderrad mit ringförmig darin angeordneten Zellen, die von im wesentlichen radial gerichteten Zwischenwänden des Rades voneinander getrennt, an einer Stirnseite von einer Seitenscheibe des Rades abgedeckt, aber zur anderen Stirnseite des Rades völlig offen sind, im Aufnahmebereich des Rades in den (Unterwasser-) Flüssigkeitsstand eintauchen und im Abgabebereich nacheinanderfolgend ihren Inhalt in einen zumindest bis an die Abgabeseite des Förderrades sich erstreckenden Fördertrog entleeren, dabei im Bereich der Aufwärtsförderung an einem mit engem Spaltabstand von der Stirnseite des Förderrades stehenden, zu dessen Drehachse senkrechten, feststehenden Wandteil vorbeilaufen, welcher ü. :urch die betreffenden Zellen im Förderbereich seitlich abdeckt.

Bei der Förderflüssigkeit kann es sich beispielsweise um Oberflächenwasser, Wasser mil organischen und anorganischen Bestandteilen, ferner um entsprechend dünnflüssige Schlämme, aber auch um andere Fördergüter handeln, die in ihrem Verhalten den beschriebenen Flüssigkeiten so weit ähnlich sind, daß sie mit gleichartigen Fördervorrichtungen gefördert werden können.

Es sind bereits Fördervorrichtungen mit Schöpfschalen und -bechern bekannt (s. die deutsche Patentschrift 15 28 932), welche wäßrige Flüssigkeiten im Aufnahmebereich durch Füllung der Schöpfschalen bzw. -becher aufnehmen und in einen höher gelegenen Abgabebereich fördern. Derartige Schöpfräder sind auch mit einer Abgabe des Fördergutes nach innen ausgebildet worden, wobei sich jedoch als Nachteile eine geringe Förderhöhe und eine relativ große Zeitdauer des Entleerungsvorganges ergaben. Dadurch wird eine größere Entleerungsstrecke benötigt, welche die Hubhöhe und den Querschnitt der Ablaufrinne ungünstig beeinflußt. Die vorbekannten Ausführungen bedingen ferner eine komplizierte Formgestaltung der Schöpfschalen,

⁶S wenn optimale strömungstechnische Verhältnisse bei der Aufnahme und Abgabe des Fördergutes verwirklicht werden sollen. Zusätzlich ist die Umfangsgeschwindigkeit derartiger Schöpfräder wegen der benö-

tigten Mindestentleerungszeit beschränkt

Bei einer Fördervorrichtung mit einem Wasserrad der eingangs angegebenen Art (s. -die US-PS 9 89 741) ist ein Förderrad vorgesehen, bei dem von einem pyramidenförmigen, an sich mit einer konischen Innenumfangswand vergleichbaren, inneren Teil schaufelähnliche Trennwände abstehen, die nach einer Stirnseite des Rades hin an einer Seitenscheibe desselben enden, und zwischen denen Zellen gebildet sind, die sowohl nach der anderen Stirnseite als auch zur Umfangsseite des Rades hin offen sind. Eine bis in den Bereich der Drehachse des Forderrades reichende feststehende Wand, die zugleich eine Seitenwand des Zulaufwassertroges bildet, deckt die jeweils vorbeilaufenden Zellen des Rades stirnseitig ab, so daß in ihnen Wasser bis zum oberen Rand dieses Wandstückes hochgehoben werden kann, welches dann über eine leicht geneigte Rinne vom oberen Rand des Wandstückes abläuft Diese vorbekannte Ausführung ergibt jedoch keine hinreichende Förderhöhe.

Zum Stande der Technik ist ferner ein als Antriebsvorrichtung dienendes Wasserrad (s. die deutsche Patentschrift 4 46911) zu erwähnen, bei dem zwischen zwei konzentrischen Zylindern bzw. ringförmigen Wänden durch radial stehende Trennwände Zellen gebildet sind, die auch seitlich abgeschlossen sein sollen. Dabei sollen lediglich Öffnungen vorgesehen sein, durch die das über eine stirnseitig unterhalb seiner höchsten Stelle zum Wasserrad ausmündende Rinne seitlich zufließende Wasser in die Zellen gelangen kann. Im unteren Teil des Rades soll das Wasser auf der anderen Stirnseite des Rades in den Schacht ausfließen, in dem das Rad angeordnet ist. Dabei ist in der betreffenden Patentschrift noch von einem nicht gezeigten, das Rad umgebenden festen Gehäuse die Rede, und es wird schließlich erwähnt, daß die Zellen seitlich offen sind und das Rad von einem eng anschließenden Gerinne umgeben ist, durch welche seitliche Sprühverluste des Rades vermieden werden sollen, wobei aber insgesamt die tatsächlich richtige seitliche Abdichtung der Zellen aus der Patentschrift nicht klar hervorgeht.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine Fördervorrichtung zur Förderung von Wasser, schlammhaltigem Wasser oder von ähnlichen wäßrigen Flüssigkeiten, insbesondere zur Abwasserförderung, unter Verwendung der eingangs genannten Merkmale zu schaffen, welche ein Förderrad von einfachem Gesamtaufbau ohne kompliziert gestaltete Bauteile aufweist, welches damit auch unter rauhen Betriebs- bzw. unter Verschmutzungsbedingungen störungs- und wartungsfrei eingesetzt werden kann und bei gleichen Außenabmessungen bekannten Schöpfrädern gegenüber für eine größere Förderhöhe verwendbar ist. Dazu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine zylindrische Außenumfangswand und eine ebenfalls zylindrische Innenumfangswand des Förderrades die Zellen umfangsseitig nach außen und nach innen abschließt, und daß sich die Zellen nur nach einer (der abgabeseitigen) Stirnseite hin füllen und entleeren können, wobei der Fördertrog relativ hoch oberhalb der Drehachse des Förderrades angeordnet und der feststehende Wandteil entsprechend weit über die Drehachse hochgezogen ist.

Eine derartige Fördervorrichtung mit einseitig in einer Ebene senkrecht zur Drehachse offenen Zellen ermöglicht große Fördermengen und ergibt für einen gegebenen Durchmesser des Förderrades die größtmögliche Förderhöhe. Die großräumig ausbildbaren Zellen sind verstopfungs- und umschlingungsfrei und erzeugen einen gleichmäßigen Ausflußstrom, wobei für einen gegebenen Durchmesser des Förderrades in Vergleich mit einem Schöpfrad mit Innenabgabe eine wesentlich vergrößerte Ausschütt- und Aufnahmestrecke zur Verfügung steht Die Gesamtanordnung ist strömungstechnisch günstig und weist geringe Planschverluste im Flüssigkeitsstand auf. Die Fördervorrichtung ist hinsichtlich des Förderrades mit einfachen konstruktiven Mitteln formstarr herstellbar, und das gegenüber dem feststehenden Wandteil aus den einseitig offenen Zellen austretende Leckwasser kann als flüssige Dichtung dienen, deren Anwendung in vielen Fällen ausreicht.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Fördervorrichtung gemäß der Erfindung längs der Drehachse des Förderrades,

F i g. 2 eine teilweise geschnittene Ausschnittsansicht der Fördervorrichtune nach F i g. 1 von einer Stirnseite her,

F i g. 3 eine Ausschnittsdarstellung eines doppelt wirkenden Förderrades,

Fig. 4 eine isometrische Ausschnittsdarstellung eines Förderrades mit Umfangsabdichtung,

F i g. 5 eine teilweise geschnittene Ausschnittsdraufsicht der Ausschüttstelle bei einer abgewandelten Ausbildung des Förderrades.

Bei der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Fördervorrichtung ist ein Förderrad 1 erkennbar, welches als Bauteile eine einseitig in einer Lagerung 2 gelagerte Kreisscheibe 3 aufweist, die mit einem inneren Hohlzylinder 4 und mit einem äußeren Hohlzylinder 5 verbunden ist. Zwischen den beiden konzentrischen Hohlzylindern 4, 5 liegen radial gerichtete Trennwände 6, weiche den durch die Hohlzylinder gebildeten Ringraum in einzelne Zellen, beispielsweise 7, unterteilen.

Der Antrieb des einseitig offenen Förderrades t erfolgt über ein Reibrad 8 durch einen Elektromotor 9. Gegenüber der offenen Seite des Förderrades I ist ein feststehender Wandteil 10 angeordnet, welcher die einseitig offenen Zellen 7 des Förderrades 1 längs des Förderbereiches verschließt. Zu Beginn des Abgabebereiches ist an dem feststehenden Wandteil 10 eine Abschrägung 11 vorgesehen, die radial in Richtung zur Drehachse des Förderrades 1 verläuft. Durch diese Abschrägung 11 werden die einzelnen Zellen jeweils in günstiger Weise zur Entleerung freigegeben.

Zwischen dem feststehenden Wandteil 10 und dem Förderrad 1 verbleibt ein Spalt, dessen Größe durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Einstellvorrichtung festgelegt werden kann. Aus einem Flüssigkeitsstand bzw. Unterwasser 12, in das das Förderrad 1 in seinem Aufnahme- und über einen Teil des Förderbereiches eintaucht, wird Wasser bzw. Förderflüssigkeit mit Hilfe des Förderrades 1 in einen rinnenförmigen Auffangtrog 13 gefördert, welcher in den freien Innenraum des Förderrades 1 hineinragt.

Beim Betrieb der Fördervorrichtung erfolgt der Antrieb des Förderrades 1 in Pfeilrichtung 30. Dabei füllen sich die Zellen 7 im Aufnahmebereich und werden im Förderbereich durch den Wandteil 10 seitlich abgeschlossen. Zusätzlich entsteht eine flüssige Abdichtung mit Hilfe des Leckwassers, welches zwischen der offe-

nen Stirnseite des Förderrades 1 und dem feststehenden Wandteil 10 austritt. Nachdem die hintere radiale Trennwand 6 einer vorbeilaufenden Zelle 7 die Abschrägung 11 des feststehenden Wandteils 10 passiert hat, beginnt der Entleerungsvorgang, bei dem die Förderflüssigkeit in den Auffangtrog 13 abgegeben wird.

In F i g. 3 ist ausschnittsweise die Anordnung eines beidseitig beaufschlagten Förderrades 14 dargestellt, bei dem durch radiale Trennwände 18 sowie durch einen inneren und einen äußeren Hohlzylinder 19, 20 zu beiden Seiten einer Kreisscheibe 15 Zellen 16,17 gebildet sind.

F i g. 4 läßt die Anordnung von einfachen Labyrinthdichtungen zwischen dem Förderrad 1 und dem feststehenden Wandteil 10 erkennen. Am äußeren und inneren Hohlzylinder (entsprechend Pos. 4 und 5 in F i g. 1 und 2) sind unterschiedliche Dichtungen dargestellt, von denen jede einzelne auch an Stelle der anderen eingesetzt werden kann. Im Randbereich des inneren Hohlzylinders greift in eine Ausdrehung 23 ein entsprechend kreisbogenförmig gestalteter Ansatz 21 ein und bildet so die eine Labyrinthdichtung. Am freien Rand des äußeren Hohlzylinders ist die dem feststehenden Wandteil 10 gegenüberliegende Stirnfläche gleichem als ringförmige Dichtleiste ausgebildet. Durch die scharfkantige Ausbildung mit Stirnnut 22 entsteht auch gegenüber der ebenen Fläche des feststehenden Wandteils 10 eine ausreichende Abdichtwirkung.

In F ig. 5 ist eine andere Ausbildung des Förderrades in Verbindung mit dem Auffangtrog im Bereich der Ausschüttstelle dargestellt. Bei dem ebenfalls in einer Lagerung 27 gelagerten Förderrad la, welches eine Kreisscheibe 28 mit angesetztem inneren und äußeren Hohlzylinder entsprechend den Teilen 4 und 5 in F i g. 1 und 2 aufweist, sind die einzelnen Zellen durch Zwischenwände 26 voneinander getrennt, die gegenüber der Drehachse 31 des Rades bzw. der Kreisscheibe 28 in einem festen Winkel angestellt sind. Während des Fördervorganges sind die Zellen durch einen feststehenden Wandteil 33 abgedichtet. Bei fortschreitender Drehung in Drehrichtung 29 werden die Zellen

'5 oberhalb eines Auffangtroges 25 geöffnet. Die Förderflüssigkeit entströmt in Ausflußrichtung 32, geführt durch die in Drehrichtung 29 angestellten Zwischenwände 26. Der Auffangtrog 25 ist bei dieser Ausbildung parallel zum Förderrad angeordnet. Hierdurch läßt sich die Förderhöhe der Vorrichtung bei einem gegebenen Außendurchmesser des Förderrades gegenüber einer Ausführung mit in den freien Innenraum des Förderrades hineinragende Auffangtrog vergrößern. Die Oberkante des Auffangtroges 25 kann dabei vorteilhaft bis etwa zum Scheitel des inneren Hohlzylinders hochgezogen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Fördervorrichtung zur Förderung von Wasser bzw. schlammhaltigem Wasser, insbesondere zur Abwasserförderung, mit einem horizontaiachsigen Förderrad und mit ringförmig darin angeordneten Zellen, die von im wesentlichen radial gerichteten Zwischenwänden des Rades voneinander getrennt, an einer Stirnseite von einer Seitenscheiba des Rades abgedeckt, aber zur anderen Stirnseite des Rades völlig offen sind, im Aufnahmebereich des Rades in den (Unterwasser-) Flüssigkeitsstand eintauchen und im Abgabebereich nacheinanderfelgend ihren Inhalt in einen zumindest bis an die Abgabeseite des Förderrades sich erstreckenden Fördertrog entleeren, dabei im Bereich der Aufwärtsförderung an einem mit engem Spaltabstand von der Stirnseite des Förderrades stehenden, zu dessen Drehachse senkrechten, feststehenden Wandteil vorbeilaufen, welcher dadurch die betreffenden Zellen im Förderbereich seitlich abdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Außenumfangswand (5; 20) und eine ebenfalls zylindrische Innenumfangswand (4; 19) des Förderrades (1; la; 14) die Zellen (7) umfangsseitig nach außen und nach innen abschließt, und daß sich die Zellen nur nach einer (der abgabeseitigen) Stirnseite hin füllen und entleeren können, wobei der Fördertrog (13; 33) relativ hoch überhalb der Drehachse des Förderrades angeordnet und der feststehende Wandteil (10; 33) entsprechend weit über die Drehachse hochgezogen ist.

2. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der kreisförmigen Seitenscheibe (3; 28) als tragendem Teil des Förderrades (1; la) die Innenumfangswand (4) und die Außenumfangswand (5) als zwei konzentrische Hohlzylinder axial abstehen, wobei die dazwischen befindlichen Trennwände (6) rein radial gerichtet sind, und daß das Förderrad mittels der Kreisscheibe einseitig fliegend gelagert ist.

3. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwände (26) zwischen den Zellen (7) des Förderrades (la) schräg zu den Stirnseiten bzw. zur Seitenscheibe (28) stehen.

4. Fördervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenumfangswand des Förderrades konisch gestaltet ist.

5. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangtrog (13) in an sich bekannter Weise in den freien Innenraum des Förderndes (1; 1 a) hineinragt.

6. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einseitig offene Förderräder derart als Doppelzellenrad vereinigt sind, daß sie mit den geschlossenen Seiten aneinanderliegen, wobei an Stelle der beiden Seitenscheiben eine einzige als gemeinsame Trennscheibe (15) vorgesehen ist, von der nach beiden Seiten einseitig offene Zellen mit einer gemeinsamen Innenumfangswand (19) und gemeinsamen Au3enumfangswand (20) abstehen.

7. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem feststehenden Wandteil (10; 33) und dem Förderrad (t; la) an den Innen- und Außenumfangswänden (4, 5) seiner ZeI-

len im Bereich des Förderweges ringförmige Dichtungen gebildet sind.

8. Fördervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Rand der Außenumfangswand (5) und/oder am freien Randbereich der Innenumfangswand (4) des Förderrades (1; la) gegenüber dem feststehenden Wandteil (10; 33) durch Nuten (22, 23) bzw. eine Bogenleiste (21) Dichtungen zwischen dem Förderrad und dem Wandteil gebildet sind.

9. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreite zwischen dem Förderrad (1) und dem feststehenden Wandteil (10; 33) in an sich bekannter Weise einstellbar ist

10. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Förderräder (1; 14) zur Bildung einer Förderkaskade nacheinander je in einer höherliegenden Stufe liegend, hintereinandergeschaltet sind.