DE3104673A1 - Schleuderpumpe, insbesondere fuer leicht entflammbare fluessigkeiten - Google Patents

Description

Schleuderpumpe, insbesondere für leicht entflammbare Flüssigkeiten

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleuderpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art. Der Antrieb durch eine Druckgasturbine bietet gegenüber einem elektromotorischen Antrieb den Vorteil, daß keine elektrischen Lichtbogen oder durch statische Elektrizität bedingte Funken entstehen und daß daher die Schleuderpumpe unter Betriebsbedingungen verwendet werden kanfi, bei denen die leicht entflammbare Flüssigkeit in Brand geraten oder explodieren könnte.

In vielen Fällen ist es erforderlich, mittels einer Pumpe leicht verdunstbare Flüssigkeiten zu fördern, die in hohem Maße feuergefährlich sind und bei Entzündung durch elektrische Funken oder Lichtbogen in Brand geraten und explodieren". Das gilt zum Beispiel dann, wenn zum Antrieb de> Pumpe Elektromotoren verwendet werden oder wenn dabei statische Elektrizität erzeugt wird. Man verwendet daher Vielfach für den Antrieb der Pumpen für solche Flüssigkeiten Elektromotoren, die eingekapselt sliid. Solche Eiektröldttiren sind aber recht teuer. Es Ui daher erwünscht, zürn Fördern leicht verdunstende^ Flüssigkeiten Einrichtungen zu verwenden, die einfacher Und wöhiger teuer sind, ohne deshalb an Sicherheit und Pumpehieistung etwas einzubüßen.

Man hat nun Pumpeneinrichtungen entwickelt, deren Antriebsenergie durch ein Strömungsmittel geliefert wird. Dieses Strömungsmittel dient also dem Zweck,

eine zweite Flüssigkeit durch Pumpen zu fördern. Ein Beispiel hierfür ist eine Vakuumpumpe (US-PS 1 041 634), die Wasserkraft verwendet, um ein Gebläse für Luft anzutreiben. Ähnliche Einrichtungen ergeben sich aus den folgenden US-PS: 985 537, 1 927 376, 913 592, 876 152, 2 997 847 und 3 794 448.

Die letztgenannte Vorveröffentlichung verwendet eine Druckluftturbine zum Antrieb des Läufers einer Schleuderpumpe mittels einer die Turbine und die Pumpe verbindenden Welle. Der Turbinenläufer, der die Flüssigkeit, etwa eine leicht verdunstende Flüssigkeit, durch die Schleuderpumpe aus einem Behälter fördert, ähnelt einer Bürste.

Um die Pumpe zu verbilligen und zu vereinfachen, ist es erwünscht, daß die Zahl ihrer Teile begrenzt ist und daß sich ihre beweglichen Teile frei bewegen können. Beim Verwenden einer Schleuderpumpe ist es weiter erwünscht, den Läufer und seine Welle durch ihre Lagerung wirksam abzustützen, damit sich ein hoher Wirkungsgrad beim Betrieb der Pumpe ergibt. Auch soll die Pumpenanlage im Betrieb eine hohe Betriebsdauer ohne Wartung und ohne hohen Verschleiß gestatten.

Durch die Erfindung soll also erreicht werden, daß die durch Druckgas angetriebene Schleuderpumpe mit hohem Wirkungsgrad leicht verdunstende Flüssigkeiten zu fördern vermag und daß dabei keine elektrischen Funken oder Lichtbogen durch statische elektrische Entladungen entstehen. Auch sollen die im Inneren der Turbinenkammer und der Pumpenkammer vorgesehenen Lager eine hohe Betriebsdauer der Pumpe mit gutem Wirkungsgrad ermöglichen, und die durch Druckgas angetriebene Schleuderpumpe soll sich durch Einfachheit, Billigkeit und hohe Zuverlässigkeit auszeichnen. Weitere Aufgaben,

Vorteile und Erfindungsmerkmale ergebensich für den fachmännischen Leser der nachstehenden Beschreibung ohne weiteres. Verschiedene Vorteile die nicht ausdrücklich angegeben sind, sind dem Fachmann ersichtlich.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Aus der Erläuterung dieses Ausführungsbeispiels ergeben sich die Vorteile im einzelnen. Jedoch stellt das Ausflihrungsbei spiel nur eine Möglichkeit der Ausführung der Erfindung dar. Die Beschreibung dient nicht dem Zweck, den Schutzumfang zu umgrenzen, da die Erfindung auch auf andere Weise ausgeführt werden kann.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die mit Druckgas angetriebene Pumpe für Flüssigkeit,

Fig. 2 den Schnitt nach der Linie 2-2 der

Fig. 1 zur Darstellung der Turbine und des Druckgaseinlasses und des Auspuffs,

Fig. 3 den Schnitt nach der Linie 3-3 der

Fig. 1 zur Darstellung des Gehäuses der Schleuderpumpe mit In- und Auslaß und mit dem Läufer und

Fig. 4 eine Ansicht des Deckels der Schleuderpumpe.

Das in Fig. 1 gezeigte Turbinengehäuse 12 hat eine zylindrische Außenwand 14 und eine quer zur Achse verlaufende Zwischenwand 16, die zusammen eine runde

Kammer 18 für den Turbinenläufer bilden. Außen an der zylindrischen Wand 14 befinden sich aus einem Stück mit dem Gehäuse bestehende Rippen 20, die Bohrungen zur Aufnahme von Schrauben 22 haben, mit denen ein Deckel 24 oben am Gehäuse 12 angeschraubt ist. Dieser Deckel und die Wände 14 und 16 bilden eine Kammer 18 zur Aufnahme eines Turbinenläufers 26 mit gekrümmten Schaufeln 28, die von einer runden Scheibe 30 und von einer Nabe 32 aus vorspringen und mit diesen aus einem Stück bestehen. Der Turbinen-Täufer stellt also ein einziges Stück dar, das dicht in die Turbiirenkammer 80 paßt.

Aus einem Stück mit dem Turbinengehäuse 12 besteht auch ein Einlaßstutzen 34, der einen Druckgaskanal 36 biltfet, der in die Turbinenkammer 18 führt. Der Stutzen hat an seinem Ende ein Außengewinde 38, an das man einen Schlauch oder eine Leitung anschließen kann, die das Druckgas, z.B. Druckluft, zuführt, damit diese tangential in das Turbinengehäuse 18 strömt, dort auf die gekrümmten Turbinenschaufeln 28 trifft und auf diese Weise den Turbinenläufer in der Kammer in Drehung versetzt. Ferner besteht aus einem Stück mit dem Gehäuse 12 ein Auspuffstutzen 40, der einen Auslaßkanal 42 für die Druckluft bildet und an seinem Ende 44 mit Außengewinde versehen ist. Man kann daher dort einen Auspuffschlauch anschließen, der das entspannte Druckgas ins Freie oder in irgendeinen geeigneten Raum auspuffen läßt.

Die Pumpe: sollte von dem Turbinengehäuse eine relativ große Strecke entfernt, jedoch mit dieser antriebsmäßig verbunden sein, so daß die Pumpe in die zu fördernde Flüssigkeit eingetaucht werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß das Turbinengehäuse mit einem nach unten gerichteten Ringflansch 46 versehen ist, der mit der Zwischenwand 16 einstückig ausgebildet ist

und ein Gehäuse 48 zur Aufnahme des oberen Endes eines Tragrohrs 50 bildet. Obwohl das Turbinengehäuse 12 als aus nichtmetallischem Material wie Kunststoff bestehend gezeigt ist, kann das Tragrohr aus Metall wie Aluminium, rostfreiem Stahl usw. bestehen. Das Tragrohr kann jedoch auch aus nichtmetallischen Materialien bestehen. Das Tragrohr 50 und der Flansch 46 sind durch Schrauben 52 verbunden, die sich durch öffnungen im Flansch 46 und dem Tragrohr 50 erstrecken. Um das Einsetzen der Schrauben 52 z.B. mittels eines Schraubenziehers zu erleichtern, hat die zylindrische Außenwand 14 Schlitze 54 und 56, durch die ein Schraubenzieher eingeführt werden kann, um zu den Schrauben 52 zu gelangen. Die Verbindung zwischen dem Tragrohr 50 und dem Turbinengehäuse 12 kann somit mittels einfacher Handwerkzeuge in wenigen Sekunden einfach und wirksam hergestellt werden.

An dem gegenüberliegenden bzw. unteren Ende des Tragrohrs 50 befindet sich ein Pumpengehäuse 58 mit einer ebenen Stirnwand 60, die eine zylindrische Wand 62 umgibt. Ein Ringflansch 64 ist mit der Stirnwand 60 einstückig ausgebildet und bildet ein Gehäuse zur Aufnahme des unteren Endes des Tragrohrs 50. Schrauben 68 oder andere Verbindungselemente verbinden das Tragrohr und den Flansch 64 des Pumpengehäuses 58.

Externe Rippen 70 sind einstückig mit der zylindrischen Wand 62 des Pumpengehäuses 58 ausgebildet und haben Bohrungen zur Aufnahme von Schrauben 72, die einen Pumpengehäusedeckel 74 mit dem Pumpengehäuse verbinden, um zusammen mit den Wänden 60 und 62 eine Pumpenkammer 76 zu bilden. Ein Flügelrad 78 ist in der Pumpenkammer 76 angeordnet und hat eine zentrale Nabe 80, von der radiale Flügel 82 ausgehen, die mit der Nabe einstückig ausgebildet sind. Die Nabe bildet

eine zylindrische Bohrung 84 zur Aufnahme des unteren Endes einer Antriebswelle mit Preßsitz. Das Flügelrad ist somit drehfest mit der Antriebswelle 86 verbunden und erfordert kein anderes Lagerelement, um diese Antriebs verbindung aufrechtzuerhalten.

Der Turbinenläufer 26 hat einen nach oben gerichteten zentralen Vorsprung 88, der eine Bohrung 90 bildet, in der das obere Ende der Antriebswelle 86 mit Preßsitz aufgenommen ist. Es ist somit wiederum kein zusätzliches Lagerelement erforderlich, um die drehfeste Verbindung zwischen dem Turbinenläufer 26 und dem oberen Ende der Antriebswelle 86 aufrechtzuerhalten. Der Turbinenläufer, die Antriebswelle 86 und das Flügelrad 78 sind somit derart verbunden, daß die Drehung des Turbinenläufers 26 eine Drehung des Flügelrads 78 bewirkt. Wenn in die Pumpenkammer 26 über eine Einlaßöffnung 72 im unteren Deckel 74 Flüssigkeit eintritt, fördert das Flügelrad die Flüssigkeit aufgrund des Antriebs durch den Turbinenläufer 26 zu einem Auslaß 94, der durch einen mit dem Pumpengehäuse einstückigen Auslaßstutzen 96 gebildet ist. Am Ende des Auslaßstutzens befindet sich ein Außengewinde 98, um einen Schlauch durch eine Schraubverbindung anschließen und damit die Flüssigkeit in Pfei1 richtung zu einem Behälter leiten zu können.

Um die Antriebswelle 86 relativ zu dem Turbinen- und dem Pumpengehäuse zu drehen und über einen großen Zeitraum einen wartungsfreien Betrieb zu erreichen, hat das Turbinengehäuse innen einen nach unten gerichteten Zapfen 100 mit einer Drehdurchführung 102, in der der obere Teil der Antriebswelle 86 gelagert ist. In gleicher Weise hat das Pumpengehäuse eineneinstückigen nach oben gerichteten Zapfen 104 mit einer Drehdurch-

führung 106, in der das untere Ende der Antriebswelle 86 gelagert ist. Die Zapfen 100 und 104 sind mit den jeweiligen Gehäuseteilen einstückig ausgebildet und bestehen aus einem Kunststoffmaterial niedriger Reibung, so daß sie eine lange Lebensdauer haben und einen wirksamen Betrieb und minimale Wartungsanforderungen über einen großen Zeitraum begünstigen. Die Drehung des Turbinenläufers, des Flügelrades und der Antriebswelle 86 wird außerdem durch eine obere und untere Axial 1agerscheibe 108 bzw. 110 geringer Reibung begünstigt, die zwischen dem Turbinenläufer bzw. dem Flügelrad und der Querwand des Gehäuseelements angeordnet sind.

Leerseite

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE

   ( 1 J Schleuderpumpe, insbesondere für leicht entflammbare Flüssigkeiten, deren Antriebswelle durch eine Druckgasturbine antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinengehäuse (12), das die den Turbinenläufer (26) aufnehmende Kammer (18) bildet, durch ein Tragrohr (50) mit dem Pumpengehäuse (58) verbunden ist, das die den Pumpenläufer (78) aufnehmende Kammer (76) bildet, die mit einem Einlaß (92) und einem Auslaß (94) für die Flüssigkeit versehen ist, und daß die Antriebswelle (86), die durch das Tragrohr (50) hindurchgeht und mit den Läufern (26 und 78) der Turbine und der Pumpe starr verbunden ist, mit ihren Enden in der Turbinenkammer (18) und der Pumpenkammer (76) liegt und im Turbinengehäuse (12) und im Pumpengehäuse (58) durch Lager (100, 104) abgestützt ist.
2. 2. Schleuderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der starren Verbindung der Welle (86) mit den Läufern (26 und 78) die Naben (32 und 80) der Läufer (26, 74) dienen und zu diesem Zweck

   Poetecheckamt München, Kto.-Nr. 163397- 802 (BLZ 70010080)

   zur Aufnahme der Welle bestimmte Bohrungen (90, 84) haben, in der die Enden der Welle (86) mit Preßsitz eingepaßt sind.
3. 3. Schleuderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Gleitlager für die Welle (86) von buchsenartigen Vorsprüngen (100, 104) gebildet werden, die aus einem Stück mit den Gehäusen (12, 58) der Turbine und der Pumpe bestehen.
4. 4. Schleuderpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Tragrohres (50) von buchsenförmigen Vorsprüngen (46, 64) umgeben sind, die aus einem Stück mit den Gehäusen (12, 58) der Turbine und der Pumpe bestehen und durch Verbindungsmittel (52, 68) mit dem Tragrohr (50) verbunden sind.
5. 5. Schleuderpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinengehäuse (12) zwei aus einem Stück mit ihm bestehende Stutzen (34, 40) für den tangentialen Druckgaseinlaß (36) und für den Auspuff (42) aufweist.
6. 6. Schleuderpumpe nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinengehäuse (12) und/oder das Pumpengehäuse (58) durch eine ebene Stirnwand (16, 60), eine diese umgebende zylindrische Wand (14, 62) und durch einen an dieser zylindrischen Wand befestigten Deckel (24, 74) gebildet sind.
7. 7. Schleuderpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (74) des Pumpengehäuses (58) mit einer Einlaßöffnung (92) und die zylindrische Wand (62) des Pumpengehäuses mit einem Auslaßstutzen (96) versehen ist, der den Auslaß (94) der Pumpenkammer (76) bildet.