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Fi üssigkei tspumpvorrich tung
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Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpvorrichtung und insbesondere
eine Pumpvorrichtung, bei der eine eintauchbare Kolbenpumpe vorgesehen ist, die
in der Lage ist, Wasser oder andere Flüssigkeiten mit gesteigertem Druck zu fördern.
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Bei bekannten Pumpvorrichtungen, die mit einer eintauchbaren Zentrifugalpumpe
arbeiten, ist es in der Regel schwierig, eine große Druckhöhe zu erreichen oder
eine unter hohem Druck stehende Flüssigkeit zu pumpen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pumpvorrichtung
zu schaffen, die in der Lage ist, für einen hohen Druck bzw. eine große Druckhöhe
zu sorgen.
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Ausgehend von einer Flüssigkeitspumpvorrichtung zur Verwendung bei
einem Flüssigkeitstank, in dem ein vorbestimmter Flüssigkeitspegel aufrechterhaltbar
ist, mit einem Antrieb zum Antreiben der Pumpvorrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß
gelöst durch eine Kolbenpumpe mit einem Zylinder, der in der in dem Flüssigkeitstank
befindlichen Flüssigkeit im wesentlichen eingetaucht und an seinem unteren Ende
mit
einem Auslaß und einem Saugeinlaß versehen ist. der sich unmittelbar
in und zu der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitstank öffnet, mit einem in dem Zylinder
verschiebbaren Kolben, mit einer Kurbelwelle, die mit der Abtriebswelle des Antriebes
unmittelbar gekoppelt ist, und mit einem an den Auslaß angeschlossenen Flüssigkeitsabgaberohr
zur Abgabe von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitstank.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist also an Stelle der bisher
normalerweise vorgesehenen Zentrifugalpumpe eine Kolbenpumpe vorhanden. Gleichzeitig
werden durch das Eintauchen des Zylinders in die Flüssigkeit verschiedene bei konventionellen
Kolbenpumpen anzutreffende Probleme ausgeräumt, die insbesondere dann auftreten,
wenn die Zylinder solcher Pumpen in der herkömmlichen Weise von Luft umgeben sind.
Weil der Saugeinlaß am unteren Ende des Pumpenzylinders sich unmittelbar in die
Flüssigkeit öffnet, kann ein Saugrohr entfallen. Da ferner dem Zylinder zugeordnete
Saug- und Auslaßventile gleichfalls in die Flüssigkeit eintauchen, lassen sich die
durch die Ventilbewegungen erzeugten Geräusche weitgehend unterdrücken.
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Das Eintauchen eines wesentlichen Teils des Pumpenzylinders und der
diesem zugeordneten Bauteile in die Flüssigkeit verhindert eine Verminderung des
Pumpenwirkungsgrades aufgrund des Einsaugens von Luft in den Zylinder durch Spalte
zwischen den gleitbeweglichen Teilen der Pumpe. Das Eintauchen führt zu einer gewissen
Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrades der Pumpe, weil an Stelle von Luft
Flüssigkeit eingesaugt würde, falls zwischen den gleitbeweglichen Teilen Spalte
vorhanden sind. Bei der Pumpvorrichtung nach der Erfinduro,
bei
welcher der Pumpenzylinder in die Flüssigkeit eintaucht, kommt es auch zu einem
Eintauchen von Stopfpackungen oder anderen Packungsanordnungen in die Flüssigkeit,
so daß auf Fett oder gefettete Dichtungen verzichtet werden kann, ohne daß die Gefahr
eines Wärmeaufbaus an den gleitbeweglichen Teilen besteht, weil die Flüssigkeit
selbst als Schmiermittel wirkt. Weil daher die Packungen nicht festgezogen zu werden
brauchen und weil es in gewissen Fällen sogar möglich ist, auf Stopfpackungen oder
dergleichen ganz zu verzichten, läßt sich die Pumpe mittels eines Motors antreiben,
der eine geringere Ausgangsleistung hat; dies kann zu einer beachtlichen Senkung
des Energieverbrauchs führen.
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Weil bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Kurbelwelle der Pumpe
mit der Motorabtriebswelle unmittelbar gekoppelt ist, entfallen Keilriemen und Riemenscheiben;
in Verbindung mit dem Eintauchen des Pumpenzylinders werden der Teil der Vorrichtung,
der über den Flüssigkeitstank nach oben vorsteht und damit der notwendige Einbauraum
minimiert.
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Entsprechend einer bevorzugten weiteren Ausgestaltung der Erfindung
ist die Pumpe nach Lösen des Flüssiglceitsabgaberohres und gegebenenfalls weiterer
Rohrleitungen von dem Zylinder um die Kurbelwelle verschwenkbar; dies erleichtert
den Austausch von Bauteilen und andere Wartungsarbeiten.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
Fig. 1
einen teilweise geschnittenen Aufriß einer bevorzugten Ausführungsform der Pumpvorrichtung
nach der Erfindung und Fig. 2 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht der Vorrichtung
nach Fig.l.
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Der in den Fign. dargestellte Flüssigkeitstank 1 ist mit einer Deckplatte
2 versehen, auf der ein Motor 3 mit einer Abtriebswelle 4 fest montiert ist. Eine
insgesamt mit 5 bezeichnete Kolbenpumpe eist ein Kurbelgehäuse 6 und einen Zylinder
7 auf, der am unteren Ende des Kurbelgehäuses 6 befestigt ist und von dort nach
unten reicht. Eine Kurbelwelle 8, deren eines Ende mit der Abtriebswelle 4 des Motors
unmittelbar gekoppelt ist, ist in dem Kurbelgehäuse 6 drehbar gelagert.
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In dem Zylinder 7 ist ein Kolben 9 verschiebbar angeordnet, dessen
oberes Ende mit dem unteren Ende einer Pleuelstange 10 über einen Verbindungsbolzen
gekoppelt ist. Das obere Ende der Pleuelstange 10 ist seinerseits an einen Kurbelzapfen
drehbar angekoppelt, der exzentrisch zu der Achse der Kurbelwelle 8 sitzt, so daß
die Drehung der Kurbelwelle 8 in eine hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 9
umgesetzt wird.
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An dem unteren Ende des Zylinders 7 ist ein unteres Abschlußteil 11
flüssigkeitsdicht befestigt. Das Abschlußteil 11 weist (in Fig. 1) vorne einen Saugeinlaß
12 und seitlich einen Förderauslaß 13 auf. In dem unteren Abschlußteil
11
sitzt ein damit fest verbundene. Einlaßstutzen 14. Das obere Ende des Einlaßstutzens
bildet eine Saugventilöffnung, die mittels eines Saugventil-Schiießorgans 15 geöffnet
und verschlossen wird. Eine Feder 16 hält das Saugventil-Schließorgan 15 normalerweise
in seiner Schließstellung.
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Der Einlaßstutzen 14 ist an seinem oberen Ende mit einem Hals von
vermindertem Außendurchmesser versehen, und ein ringförmiges Schließorgan 17 sitzt
verschiebbar auf diesem Hals. Das Schließorgan 17 wird mittels einer Schraubenfeder
18 nach oben gedrückt, um normalerweise eine Mehrzahl von Auslaßventildurchlässen
zu verschließen, die radial auswärts mit Bezug auf die Saugventilöffnung angeordnet
sind.
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Es ist ein Druckentlastungsventil 19 mit einem rohrförmigen Ventil
gehäuse 20 und einem Ventilelement 22 vorgesehen, das mittels einer Feder 21 normalerweise
in eine Stellung gedrückt wird, in welcher es eine Ventil öffnung am innenliegenden
Ende des Ventilgehäuses 20 verschließt.
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Die Ventil öffnung des Druckentlastungsventils 19 steht mit dem Auslaß
13 des unteren Abschlußteils 11 in Verbindung.
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Das Ventilgehäuse 20 trägt an seinem anderen Ende eine Stellschraube
23, mittels deren die von der Feder 21 auf das Ventilelement 22 ausgeübte Druckkraft
eingestellt werden kann. Im Bereich dieses Endes befindet sich ferner ein Auslaß
24, über den überschüssige Flüssigkeit austreten kann. Das Druckentlastungsventil
19 kann, falls erwünscht, auch an geeigneter Stelle außerhalb des Flüssigkeitstanks
1 angeordnet werden.
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Mit dem Förderauslaß ;3 am unteren Ende des Pumpenzylinders 7 ist
ein Flüssigkeitsabgaberohr 25 verbunden, das zu einem Flüssigkeitsabgabehahn 26
führt, der bei der bevorzugten Ausführungsform an der Deckplatte 2 des Flüssigkeitstanks
1 befestigt ist. Der Innenraum des unteren Abschlußteils steht ferner über ein Rohr
27 mit einem Druckmesser 28 in Verbindung, der gleichfalls auf der Deckplatte 2
angebracht ist.
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Die Deckplatte 2 ist mit einer relativ großen Öffnung 29 versehen,
durch die hindurch der Pumpenzylinder 7 zusammen mit dem unteren Abschlußteil 11
und dem Druckentlastungsventil 19 in die in dem Tank 1 befindliche Flüssigkeit eingetaucht
wird.
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Im Betrieb treibt der Motor 3 die Kurbelwelle 8 an. Deren Drehung
bewirkt eine hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 9 in lotrechter Richtung im
Zylinder 7. Während eines nach oben gerichteten Hubes des Kolbens 9 wird innerhalb
des Zylinders 7 ein Unterdruck ausgebildet, so daß sich das Saugventil-Schließorgan
15 entgegen der Kraft der Feder 16 nach oben bewegen kann und Flüssigkeit über den
Saugeinlaß 12 und die Saugventilöffnung in den Zylinder eingesaugt wird. Nach Erreichen
des oberen Totpunkts beginnt der Kolben 9 seinen nach unten gerichteten Hub, und
die Saugventilöffnung wird mittels des Saugventil-Schließorgans 15 verschlossen.
Der Flüssigkeitsdruck in dem Zylinder 7 steigt an; das Auslaßventil-Schließorgan
17 wird entgegen der Kraft der Feder 18 nach unten gedrückt. In dem Zylinder 7 befindliche,
unter Druck stehende Flüssigkeit wird durch den Förderauslaß 13 hindurch in das
Flüssigkeitsabgaberohr 25 gefördert, um über den Hahn 26 und ein damit verl undenes
(nicht veranschaulichtes) Anschlußrohr
zu der gewünschten Stelle
überführt zu werden.
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Falls der Innendruck der Pumpe aus irgendeinem Grund anormal ansteigen
sollte, überwindet dieser Druck die Kraft der Feder 21; das Ventilelement 22 wird
nach rechts bewegt, um das Druckentlastungsventil 19 zu öffnen. Auf diese Weise
wird eine gewisse Flüssigkeitsmenge über den Auslaß 24 in den Flüssigkeitstank 1
oder zu dessen Außenseite hin freigesetzt.
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