DE2618951A1

DE2618951A1 - Tauchpumpe

Info

Publication number: DE2618951A1
Application number: DE19762618951
Authority: DE
Inventors: Gerrit Wouter Bleijenberg
Original assignee: HOUTTUIN POMPEN BV
Current assignee: HOUTTUIN POMPEN BV
Priority date: 1975-05-02
Filing date: 1976-04-29
Publication date: 1976-11-11
Also published as: NL7505260A; NO761511L; DK191276A

Description

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HOUTTUII-POMPEN B.V. Utrecht (Niederlande)

Tauchpumpe

Die Erfindung betrifft eine Tauchpumpe für Flüssigkeiten, insbesondere für flüssiges Ladegut, mit einem Antriebsmotor, der mit einem Förderorgan der Pumpe durch eine kurze Antriebswelle verbunden ist, die von einem gasgefüllten Trennraum umgeben ist, der das Antriebsmedium von dem Fördergut trennt. Eine derartige Pumpe mit hydraulischem Antrieb ist in der US-PS 3 574 487 angegeben.

Die vorstehend angegebene, bekannte Pumpe besitzt einen Auffangraum, der zwischen einer ersten und einer zweiten Wellendichtung angeordnet ist und unter einem niedrigeren Druck steht als die zu fördernde Flüssigkeit und das hydraulische Druckmittel und der etwaige Leckmengen der beiden Medien aufnimmt. Der Auffangraum enthält eine Hilfspumpe, die zum -"-usbringen der in den Auffangraum gelangten Leckflüssigkeiten dient. Diese Anordnung beruht auf der Annahme, daß es nicht möglich ist, eine rotierende Welle zuverlässig gegen Flüssigkeiten aller Art abzudichten und daß daher gewährleistet werden muß, daß die unvermeidlichen Leckflüssigkeitsmengen im wesentlichen zuverlässig aufgefangen und ausgebracht werden.

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Die bekannte Pumpe hat jedoch den Nachteil,
daß die Hilfspumpe für das Ausbringen der aufgefangenen
Leckflüssigkeiten kontinuierlich oder intermittierend arbeiten muß, solange die Pumpe in einer Flüssigkeit eingetaucht und der Druck in dem Hydrauliksystem höher ist als in dem Auifangraum.

Da als Eilfspumpe zum Ausbringen der aufgefangenen Leckflüssigkeit eine Strahlpumpe verwendet wird, ist für deren Betrieb ein Druckgas, Druckluft oder Dampf
in ziemlich großen mengen erforderlich, so daß die Betriebskosten der Vorrichtung hoch sind.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sowohl Ladegut als auch Hydrauliköl in den Auffangraum gelangt, so daß eine chemische Reaktion stattfinden kann,
die zu einer Schädigung der zum Ausbringen der Leckflüssigkeiten dienenden Einrichtung führt, beispielsweise zu einer Verlegung in der Strahlpumpe oder der Ausbringleitung.

Damit im Zusammenhang steht ein weiterer Nachteil, der darin besteht, daß man die einwandfreie Wirkung der Wellendiehtungen nur dadurch überprüfen kann, daß die Hilfspumpe zum Ausbringen von aufgefangenen Leckflüssigkeiten verwendet wird. Wenn dabei keine Flüssigkeiten gefördert werden, besagt dies jedoch nicht, daß die V/ellendichtuniten einwandfrei sind, weil auch bei einem verlegten Saugrohr der Strahlpumpe keine Flüssigkeit ausgebracht
wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der

Schaffung einer hydraulisch oder elektrisch angetriebenen Tauchpumpe, die von den vorstehend angegebenen Nachteilen

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frei ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß der Trennraum der Tauchpumpe mit einer Gaszuführungseinrichtung verbunden, die zum Zuführen von Gas unter einem Druck dient, der höher ist als der Druck in den dem Trennraum benachbarten Räumen der Pumpe und des Motors, und ist eine Druckmeßeinrichtung zum Messen des Druckes des zugeführten Gases vorgesehen.

Infolge dieser Ausbildung kann selbst bei undichten Wellendichtungen keine Flüssigkeit durch diese hindurchlecken, so daß die zu fördernde Flüssigkeit nicht durch das hydraulische Schmiermittel verunreinigt wird. Bei hydraulischem Antrieb wird auch eine Verunreinigung des hydraulischen Druckmittels durch die zu fördernde Flüssigkeit "verhindert. Der Druckgasverbrauch und mit ihm die Betriebskosten der Tauchpumpe werden beträchtlich herabgesetzt. Ein gegebenenfalls auftretendes Lecken kann besser überprüft werden. In der erfindungsgemäßen Tauchpumpe können keine Störungen in einer zum Ausbringen von Leckflüssigkeit dienenden Hilfspumpe auftreten, weil keine derartige Hilfspumpe vorhanden ist.

In einer Ausführungsform der Erfindung umgibt der gasgefüllte Trennraum sowohl einen Teil sowohl der Antriebswelle als des hydraulischen Antriebsmotors. Dadurch werden die Leckverluste herabgesetzt.

Wenn die Tauchpumpe für ihre Befestigung in einer Öffnung in einer Fläche, beispielsweise dem Deck eines Schiffes, einen Flansch besitzt, kann die Gaszuführungseinrichtung aus einem Rohr bestehen, in dem Teile des Antriebsmotors, der Yorlauf- und Rücklaufleitung für das hydraulische Druckmittel und der Leitung zum Abziehen

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von hydraulischem Druckmittel aus dem Trennraum angeordnet sind. Das Itohr erstreckt sich bis zu einer oberhalb des Flansches der Tauchpumpe gelegenen Stelle und ist dort mit einem Manometer und mit einem Druckgaseintritt versehen.

Oberhalb des Decks ist dieses Gaszuleitungsrohr über ein Rückschlagventil und gegebenenfalls ein Druckminderventil mit einem Gasverdichter verbunden.

Von der untersten Stelle des zwischen den Wellendichtungen angeordneten Trennraums führt eine Leitung an eine oberhalb des Decks gelegene Stelle. Diese Leitung ist mit einem Manometer verbunden, das gegebenenfalls mit einem Fernanzeiger versehen ist, und ist mit einem Verschluß versehen, der nur im Falle einer Störung geöffnet wird, damit festgestellt werden kann, ob Flüssigkeit in den Trennraum eingedrungen ist.

Im Falle eines Ausfalls des Gasverdichters verhindert das Rückschlagventil ein Sinken des Druckes in dem Trennraum und dem Zuleitungsrohr. Die Form des Trennraums und die Anordnung der Wellendichtungen sind so gewählt, daß bei Uichtvorhandensein eines Gasüberdruckes in dem Trennraum das dort vorhandene Gas von einer Flüssigkeit, die durch eine undichte Wellendichtung leckt, derart zusammengedrückt wird, daß zwischen dem Trennraum und der auf der anderen Seite der Dichtung vorhandenen Flüssigkeit ein Druckgleichgewicht hergestellt wird, bevor die Flüssigkeit in dem Trennraum die Wellendichtung erreicht, so daß ein weiteres Lecken und eine Verunreinigung der Flüssigkeiten verhindert werden. Nach der Wiederherstellung des Druckes in dem Trennraum kann man in diesen etwa

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eingetretene Flüssigkeit entfernen, indem man den Verschluß der Abzugsleitung öffnet.

Damit im Falle eines Leckens oder eines Bruches des ftohrs für das Hydrauliköl dieses nicht in das
Gaszuleitungsrohr und den Trennraum eintritt, wird oberhalb des Decks vor dem Verschluß zweckmäßig ein federbelastetes Sicherheitsventil eingebaut.

Einen noch besseren Schutz vor den Folgen
eines Leckens oder eines Bruches der Druckölrohre kann
man erzielen, wenn man das G-aszuleitungsrohr mit einem
federbelasteten Sicherheitsventil versieht, das eintrittsseitig durch eine Leitung mit dem untersten Ende des Gaszuleitungsrohrs verbunden ist, während von dem Eintritt
des zwischen dem Gaszuleitungsrohr und dem 'Trennraum vorgesehenen Eiickschlagventils eine Leitung zum oberen Ende des Gaszuleitungsrohrs führt.

Nachstehend wird der Erfindungsgegenstand anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine an Bord eines Schiffes verwendete, hydraulisch angetriebene Tauchpumpe,

Fig. 2 eine vereinfachte Einrichtung zum
Schutz vor einem Lecken von Hydrauliköl und

Fig. 3 eine Einrichtung zur Kontrolle der einwandfreien Dichtwirkung der Yfellendichtungen bei geschlossenebleibendem Verschluß der Abzugsleitung.

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Das in ^ig. 1 dargestellte Tauchpumpenaggregat besteht im wesentlichen aus einem hydraulischen Flüssigkeitsmotor 1, der durch ein Zwischenstück 2 mit einer Tauchpumpe 3 verbunden ist.

Die Tauchpumpe 3 besitzt ein Puiupengehäuse 4, das über einen Druckstutzen 5 mit einer Steigleitung 6 verbunden ist, die zu einer oberhalb des Decks eines Schiffes gelegenen Stelle führt und dort mit einem Abgabesystem verbunden werden kann. In dem Pumpengehäuse 4 ist ein Laufrad 7 auf einer langgestreckten 'felle 8 des Antriebsmotors 1 montiert.

Das Zwischenstück 2 begrenzt zusammen mit dem oberen Teil des Pumpengehäuses 4 einen -Trennraum 9, der pumpenseitig durch eine die Welle 8 umgebende Dichtung 10 und hydraulikseitig durch eine Wellendichtung 11 abgedichtet ist. Der in dem Zwischenstück 2 vorhandene Raum 12 ist mit Lecköl gefüllt, das aus dem Antriebsmotor 1 ausgetreten ist und über eine Leitung 13 in einen nicht gezeigten Vorratstank geleitet wird. Der oberhalb des Pumpenlaufrades 7 vorhandene Raum 14 ist mit dem zu fördernden Gut gefüllt. Wenn die Pumpe läuft, wird in dem Raum eine Strömung erzeugt, weil das Fördergut längs des Verschleißringes des Laufrades 7 in diesen Raum eintritt und über einen Druckentlastungskanal 15 in den Behälter zurückströmt. Druckgas wird in den Trennraum 9 aus einem ihn umgebenden Zuleitungsrohr 16 über ein Rückschlagventil 17 eingeleitet, bis der Gasdruck in dem Trennraum 9 höher ist als die Flüssigkeitsdrücke in den Räumen 12 und H, so daß durch die Wellendichtungen 10 und 11 keine Leckflüssigkeit in den Trennraum 9 eintreten kann.

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Am unteren Ende des Trennraums 9 ist an diesen eine Leitung 18 angeschlossen, die zu einer oberhalb eines Flansches 19 gelegenen Stelle führt und durch einen Verschluß 20 verschlossen ist. Dieser Verschluß kann ein einfaches Absperrventil sein oder ein einstellbares Sicherheitsventil, das gegen eine Federkraft öffnet. Der Flansch 19 kann am Deck eines Schiffes befestigt sein. Der Verschluß 20 wird nur geöffnet, wenn kontrolliert werden soll, ob sich Flüssigkeit in dem Trennraum 9 befindet. Wenn dieser Verschluß 20 aus einem Sicherheitsventil besteht, öffnet dieses, wenn der Druck in der Leitung 18 einen voreingestellten Wert überschreitet; dadurch wird ein zu hoher Flüssigkeitsstand in dem Trennraum 9 verhindert. Der Trennraum 9 ist so ausgebildet, daß in ihn eindringende Flüssigkeit das Gas bis auf etwa ein Drittel seines ursprünglichen Volumens gegen das geschlossene Rückschlagventil 17 zusammendrücken muß, ehe der Flüssigkeitsstand die Wellendichtung 11 erreichen kann.

Zwischen dem Verschluß 20 und dem Deckflansch 19 ist mit der Leitung ein Manometer 21 verbunden, mit dem der Druck in der Leitung 18 und dem Raum 9 kontrolliert werden kann. Das Manometer 21 kann mit einem Fernanzeiger oder einem Schalter zum Auslösen eines Überdrucksignals versehen sein. Der Flüssigkeitsmotor 1 besitzt eine Vorlaufleitung 22 und eine Rücklaufleitung 23 für das hydraulische Druckmittel. Die Gaszuleitung 16 ist so ausgebildet, daß sie die oberen Teile des Antriebsmotors 1 sowie Teile der Vorlaufleitung 22, der Rücklaufleitung 23 und der Leitung 13 zum Abziehen von Leckflüssigkeit sowie anderer, nachstehend erwähnter, Rohre aufnimmt. Hydraulisches Druckmittel, das aus einem Rohr oder dem Motor entweicht, gelangt über das Rückschlagventil 17 in den Trennraum 9·

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Die Gaszuleitung 16 ist oberhalb des Deckflansches 19 mit einem Manometer 24 versehen und ist über ein Rückschlagventil 25 und gegebenenfalls ein Druckminderventil 26 mit einem nicht gezeigten Gasverdichter verbunden. Die Wellendichtungen 10· und 11 sind geeignet, bei stillstehender und bei rotierender Welle ein Entweichen von unter einem überdruck stehendem Gas lange Zeit hindurch zu verhindern, so daß fast kein Druckgas verbraucht wird. Daher kann der Gasverdichter mit der das Aggregat verbunden ist, im Aufbau sehr einfach sein.

Um ein lecken von Hydraulikflüssigkeit (öl) zu verhindern, kann das Tauchpumpenaggregat mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 2 verbunden sein. An die Gaszuleitung 16 ist an deren oberem Ende ein einstellbares Sicherheitsventil 27 angeschlossen, das gegen eine Federkraft öffnet und dessen Eintritt 28 über eine Leitung 29 knapp oberhalb des Zwischenstückes 2 mit dem Innenraum der Leitung 16 verbunden ist. Das Rückschlagventil 17 ist eintrittsseitig mit einem Rohr 30 verbunden, das sich in dem Gaszuleitungsrohr 16 aufwärts erstreckt und in diesem in der Nähe seines oberen Endes mündet. In diesem Fall ist der am Ende des Rohrs 18 vorgesehene Verschluß 20 ein einfaches Absperrventil. Wenn leckendes Hydrauliköl in das Gaszuleitungsrohr 16 gelangt, drückt es das in diesem befindliche Gas zusammen, bis das Sicherheitsventil 27 öffnet und das Gas das zusätzlich eintretende öl durch die Leitung 29 und das Sicherheitsventil 27 hindurch hinausdrückt. Infolgedessen kann das Öl nicht in dem Trennraum 9 gelangen. Das Manometer 24 kann mit einem °ignalauslöseschalter versehen sein. Das Rückschlagventil 25 gewährleistet, daß der Gasdruck in dem Gaszuleitungsrohr 16 und damit auch in dem Trennraum 9 aufrechterhalten wird. Wenn infolge einer

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Störung oder aus einem anderen Grunde der Gasdruck in dem Gaszuleitungsrohr 16 sinkt, gewährleistet das Rückschlagventil 17, daß der Druck in dem Trennraum 9 aufrechterhalten wird.

Bei einem Lecken durch die -Dichtungen 10 und/ oder 11 kann der Gasdruck nur sinken, bis ein Druckgleichgewicht zwischen dem in dem Trennraum 9 vorhandenen Gas und den in den Säumen 14 und/oder 12 vorhandenen Medien erreicht ist.

f/enn der Gasverdichter nicht arbeitet und

ein Bedienungsfehler gemacht, beispielsweise der Verschluß 20 geöffnet wird, kann der Gasdruck auf den atmosphärischen Druck sinken. Wenn in diesem Fall auch eine Wellendichtung 10 oder 11 undicht ist, sammelt sich die in den Trennraum 9 eintretende Flüssigkeit am unteren -^nde des Trennraumes 9 und drückt diese Flüssigkeit das vorhandene Gas gegen das geschlossene Rückschlagventil 17 zusammen, bis ein Druckgleichgewicht erreicht ist und keine weitere Flüssigkeit eintritt. Ein Teil der eingedrungenen Flüssigkeit steigt in dem Rohr 18 bis zu einem Niveau, das von dem Flüssigkeitsdruck in dem Raum H und/oder 12 abhängig ist.

Wach der Wiederaufnahme der Gaszuführung kann man die in den Trennraum 9 eingetretene Leckflüssigkeit entfernen, indem der Verschluß 20 geöffnet wird, bis keine Flüssigkeit mehr durch die Leitung 18 austritt.

Wenn, ohne den Verschluß 20 zu öffnen, festgestellt werden soll, ob Leckflüssigkeit vorhanden ist, kann man das Tauchpumpenaggregat mit einer Drucküber-

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wachungsexririchtung versehen, wie sie in Fig. 3 gezeigt
ist.

Mit dem oberen ^nde des Trennraums 9 ist durch eine Drosselstrecke 32 ein Manometer 31 verbunden. In der Leitung 18 ist oberhalb des Deckflansches 19 ein Gasbehälter 33 angeordnet, dessen Volumen mindestens ebenso
groß ist wie das des Trennraums 9 und an den das Manometer 21 angeschlossen ist.

Zur Erläuterung des Verfahrens ist in -^ig. 3
der Zustand dargestellt, der beim Vorhandensein von Leckflüssigkeit auftritt. Die in den Trennraum 9 eingedrungene Leckflüssigkeit hat das in dem Trennraum 9, der Leitung 18 und dem Gasbehälter 33 vorhandene Gas zusammengedrückt und ist in der Leitung 18 hochgestiegen. In dem Gasbehälter 33 herrscht ein niedrigerer Druck als in dem Trennraum 9 j
die Druckdifferenz entspricht der Höhe H der Flüssigkeitssäule in der Leitung 18. Durch einen Vergleich der von den Manometern 21 und 31 angezeigten Drücke kann man feststellen, ob sich im Trennraum 9 Flüssigkeit befindet. Man kann die Manometer 21 und 31 auch zu einem Differenzdruckmesser vereinigen und die Meßleitung 32 auch in dem Gaszuleitungsrohr 16 anordnen.

Man kann somit ein Pumpenaggregat herstellen, das zum Fördern fast jeder Flüssigkeit geeignet ist und
eine optimale Sicherheit für das Schiff und seine Besatzung gewährleistet. Bei einem Pumpenaggregat mit einem
Elektromotor wird durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen
ein Lecken von Schmiermittel in die zu fördernde Flüssigkeit und umgekehrt verhindert.

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Claims

Patentansprüche:

.) Tauchpumpe für Flüssigkeiten, mit einem insbesondere hydraulischen Antriebsmotor, der mit einem Pumporgan durch eine kurze Antriebswelle verbunden ist, die von einem gasgefüllten Trennraum umgeben ist, der das Antriebsmedium von der zu fördernden Flüssigkeit trennt, dadurch gekennzeichnet, daß der Trennraum (9) mit einer Gaszuführungseinrichtung verbunden ist, die zum Zuführen von Gas unter einem Druck dient, der höher ist als der Druck in den dem Trennraum benachbarten Räumen der Pumpe und des Motors, und daß eine Druckmeßeinrichtung zum Messen des Druckes des zugeführten Gases vorgesehen ist.
2. Tauchpumpe nach Anspruch 1 mit einem Flüssigkeitsmotor zum Antrieb der Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß der gasgefüllte Trennraum (9) einen Teil der Antriebswelle und des Flüssigkeitsmotors umgibt.
3. Tauchpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Antriebswelle umgebende Trennraum pumpenseitig und zu dem Antriebsmedium hin durch je eine Dichtung (10 bzw. 11) abgedichtet und daß der Trennraum mit der Gaszuführungseinrichtung über ein Rückschlagventil (17) verbunden und mit der Druckmeßeinrichtung verbunden ist.
4. Tauchpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Flansch, der in einer Öffnung in einer Fläche, beispielsweise dem Deck eines Schiffes befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaszufüh-

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rungseinrichtung aus einem Gaszuleitungsrohr (16) besteht, in dem Teile des Antriebsmotors (1), der Vorlauf- und der Rücklaufleitung (22, 23) für die Hydraulikflüssigkeit der Leitung (18) zum Abziehen von Antriebsmedium aus dem Trennraum angeordnet sind und das sich bis zu einer oberhalb des Flansches (19) der Tauchpumpe gelegenen Stelle erstreckt und dort mit einem Manometer (24) und einem Druckgaseintritt versehen ist.
5. Tauchpumpe nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmesseinrichtung aus einer Leitung (18) besteht, die sich von der untersten Stelle des Trennraums bis zu einer oberhalb des Deckflansches (19) gelegenen Stelle erstreckt und dort mit einem Manometer (21) und einem Verschluß (20) versehen ist, der geöffnet werden kann, damit Gas und gegebenenfalls Verunreinigungen aus dem Trennraum ausströmen können.
6. Tauchpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß aus einem federbelasteten Sicherheitsventil besteht, dessen Klappe gegen die Federkraft geöffnet werden kann.
7. Tauchpumpe nach Anspruch 3 und 4, d_adurch gekennzeichnet, daß dgts zwischen dem die Antriebswelle umgebenden Trennraum und dem Gaszuleitungsrohr (16) eingeschaltete Rückschlagventil (17) eintrittsseitig an ein Rohr (30) angeschlossen ist, das sich bis zum oberen Ende des Gaszuleitungsrohrs (16) erstreckt, und daß die Vorlaufleitung mit einem federbelasteten Sicherheitsventil (27) versehen ist, dessen Klappe gegen Federkraft geöffnet werden kann, und das eintrittseitig an eine Leitung (29) angeschlossen ist, die bis zum untersten Ende des Gaszuleitungsrohrs reicht.

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8. Tauchpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Antriebswelle umgebende Trennraum (9) an seinem oberen -Ende durch eine Drosselstrecke (32) mit einem zweiten Manometer (31) verbunden ist, das zum Messen des Druckes in dem Trennraum dient, und daß in dem Rohr, das sich von dem unteren Ende des Trennraums zu dem ersten Manometer (21) erstreckt, ein Gasbehälter (33) eingeschaltet ist, so daß bei Vorhandensein von Flüssigkeit in dem Trennraum die Manometer (21, 31) verschiedene Drücke anzeigen.

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