DE3407683C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei derartigen für die Wasserförderung eingesetzten Pumpenaggregaten, die z. B. aus der US-PS 15 28 449 bekannt sind, liegt es auf der Hand, dieses Wasser auch zur Kühlung des Motors einzusetzen. Wenn allerdings ein gewisser Schmutzanteil in dem geförderten Wasser überschritten wird, können normale Gewebefilter nicht mehr eingesetzt werden, da diese bereits nach wenigen Stunden zugesetzt sind und gereinigt werden müßten. Andererseits darf zur Kühlung des Motors kein Schmutzpartikel enthalten­ des Wasser eingesetzt werden, da sich diese in den Kühlräumen des Motors absetzen. Aus diesem Grund muß in solchen Fällen ein eigenes Kühlsystem des Motors mit einer Kühlwasserpumpe und den entspre­ chenden Einrichtungen beibehalten werden, wobei das Schmutzwasser gegebenenfalls zur Rückkühlung des Kühlwassers eingesetzt werden kann. Dies führt naturgemäß zu einem erheblichen Aufwand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Pumpenaggregat der gattungsgemäßen Art so auszuge­ stalten, daß das in starkem Maße mit Schmutzpartikeln versetzte Wasser direkt zur Kühlung des Motors einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst. Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß durch die Anordnung des Abscheiders zwischen Thermostat und Eintritt der Kühlwasserleitung in den Kühlmantel des Motors einerseits nur das tatsächlich den Kühlmantel des Motors durch­ strömende Wasser gereinigt wird und daß andererseits durch den Thermostaten eine pulsierende Beaufschlagung des nach dem Prinzip der Zentrifugal- und Schwerkraft-Abschei­ dung arbeitenden Abscheiders und somit eine Verstärkung der Zentrifugalwirkung und insbesondere der Sedimentationswirkung erreicht wird. Bei Versuchen wurde festgestellt, daß auch nach längerer Betriebsdauer in den wasserführenden Teilen des Motors, und zwar im Zylinderkopf und im Zylinder­ kühlmantel, keine Sandablagerungen feststellbar waren.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Merkmale des Abscheiders des Pumpenaggregates angegeben, die auch in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbei­ spiels anhand der Zeichnung näher erläutert sind. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Teil-Seitenansicht eines Verbrennungsmotors mit Schmutzpartikel-Abscheider in einer Kühl­ wasserleitung und

Fig. 2 den Abscheider in vergrößerter Darstellung in vertikalem Mittel-Längs-Schnitt.

Ein nur teilweise dargestellter Verbrennungsmotor 1 dient zum Antrieb einer nicht dargestellten Pumpe, die zur Schmutzwasserförderung dient. Ein kleiner Teil des von der Pumpe geförderten Wassers wird zur Kühlung des Verbrennungsmotors 1 eingesetzt. Es wird hierzu eine entsprechende Menge im Druck­ stutzen der Pumpe abgezapft und über eine Kühlwasser­ leitung 2 dem Motor 1 zugeführt.

Vor dem Eintritt 3 der Kühlwasserleitung 2 in den Kühlmantel 4 des Motors 1 ist ein Thermostat 5 in der Kühlwasserleitung 2 angeordnet, der entspre­ chend der Motor-Kühlwassertemperatur den Kührwasserein­ tritt in den Motor 1 entsprechend dem Fließrichtungs­ pfeil 6 freigibt oder schließt. In Fließrichtung vor dem Thermostat 5 ist ein ständig offener Durch­ trittskanal 7 vorgesehen, der in eine Kühlwasser- Ablaufleitung 8 mündet. Durch diese Kühlwasser-Ablauf­ leitung wird das überschüssige, durch die Kühlwasser­ leitung 2 von der Pumpe her zugeführte Kühlwasser, das dem Motor nicht zugeführt wird, abgeleitet.

Im Bereich zwischen dem Thermostaten 5 und dem Eintritt 3 der Kühlwasserleitung 2 ist diese Leitung über einen Schmutzpartikel-Abscheider 9 geführt, der in Fig. 2 genauer dargestellt ist. Er weist ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 10, das vertikal angeordnet ist und an seinen beiden Enden mit einem oberen Deckel 11 bzw. einem unteren Deckel 12 versehen ist. Der untere Deckel 12 kann selber abnehmbar sein oder es kann in ihm eine verschließbare Schmutz­ entnahmeöffnung ausgebildet sein. In dem zylindrischen Gehäuse 10 ist ein zylindrisches Rohr 13 zwischen den beiden Deckeln 11, 12 axial festgelegt, wobei zwischen dem oberen Rand des Rohres 13 und dem oberen Deckel 11 ein Spalt 14 oder eine andere Öffnung ausgebildet ist, so daß hier eine Verbindung zwischen dem Innenraum 15 des Rohres 13 und dem zwischen dem Rohr 13 und dem Gehäuse 10 gebildeten Ringspalt 16 gegeben ist, die der Entlüftung dient.

Das zylindrische Rohr 13 ist mit seinem unteren Ende auf dem unteren Deckel 12 ebenfalls zentriert und axial abgestützt. Es ist in diesem unteren Bereich mit mindestens einer großen Öffnung 17 verse­ hen, die sich auch über einen beträchtlichen Höhenbe­ reich des Gehäuses 10 erstreckt. Eine solche Öffnung 17 kann durch einen Schrägschnitt 18 des Rohres 13 oder durch ein oder mehrere in der Projektion dreieckförmige Ausschnitte 19 im unteren Bereich des Rohres gebildet sein. Auf jeden Fall sollte diese mindestens eine Öffnung 17 einen insgesamt großen Querschnitt haben, der etwa dem Querschnitt des Rohres 13 entspricht. Außerdem sollte sie sich über 20 bis 30% der Höhe des Gehäuses 10 erstrecken.

Die radiale Breite des Ringspaltes 16 beträgt 1/6 bis 1/4 des Gehäusedurchmessers.

Die Kühlwasserleitung 2 tritt durch den oberen Deckel 11 in den Ringspalt 16 ein und ist hier zu einer etwa tangential verlaufenden Einführleitung 20 umgebogen, die sich über etwa 180° Umfangswinkel erstreckt. Aus dieser Einführleitung 20 tritt das Schmutzpartikel aufweisende Kühlwasser aus und bewegt sich auf etwa schraubenlinienförmigen Bahnen 21 nach unten, wobei eine Zentrifugierung insbesondere der gröberen Schmutz­ partikel zur Wand des Gehäuses 10 hin erfolgt, wo sich ihre Bewegung verringert, so daß sie nach unten absinken. Da der Querschnitt des Ringspaltes 16 verhältnismäßig groß ist, verringert sich die Geschwindigkeit des Wassers sehr stark, so daß auch die feineren Schmutzpartikel, die nicht durch die Fliehkraft nach außen gedrängt werden, langsam zu Boden sinken. Im unteren Bereich des Ringspaltes 16 fließt dann das Wasser durch die mindestens eine Öffnung 17 in den Innenraum 15 des Rohres 13 und aus diesem wieder in die Kühlwas­ serleitung 2, die entsprechend am oberen Deckel 11 angebracht ist. Da die mindestens eine Öffnung 17 einen großen Querschnitt hat, treten hier keine Beschleunigungen des Wassers auf, wodurch am Boden, d. h. auf dem unteren Deckel 12, liegende Schmutzparti­ kel wieder mitgerissen würden. Außerdem führt die große axiale Erstreckung der mindestens einen Öffnung 17 dazu, daß sich am Boden des Abschei­ ders 9 viel Schmutz absetzen kann, bevor er gereinigt werden muß.

Das intermittierende Öffnen und Schließen des Ther­ mostaten 5 führt zu einem ständigen Wechselspiel von überwiegender Sedimentation der Schmutzpartikel, weil das Wasser im Abscheider 9 steht, und Zentrifu­ galabscheidung, wenn der Thermostat 5 öffnet und demzufolge Kühlwasser zum Eintritt 3 des Motors 1 fließt.

Aus Fig. 2 ist erkennbar, wie sich die Schmutzparti­ kel 22 am Boden des Abscheiders 9 ablagern. Die Füllung des Abscheiders mit Schmutzpartikeln 22 kann erheblich größer sein, als in Fig. 2 dargestellt, bevor eine Reinigung des Abscheiders 9 notwendig ist.

Claims (5)

1. Pumpenaggregat mit einem wassergekühlten Verbren­ nungsmotor und einer von dieser angetriebenen Schmutz­ wasser-Pumpe, wobei eine Kühlwasserleitung von der Pumpe zum Kühlmantel des Motors geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kühlwasserleitung (2) vor ihrem Eintritt (3) in den Kühlmantel (4) ein Thermostat (5) angeordnet ist, und daß zwischen dem Thermostat (5) und dem Eintritt (3) ein Zentrifugal- und Schwer­ kraft-Schmutzpartikel-Abscheider (9) in der Kühlwasser­ leitung (2) vorgesehen ist.

2. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Abscheider (9) einen zwischen einem zylindrischen Gehäuse (10) und einem in diesem koaxial angeordneten zylindrischen Rohr (13) ausgebildeten Ringspalt (16) aufweist, in dem das Kühlwasser schraubenlinienförmig von oben nach unten bewegt wird.

3. Pumpenaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das zylindrische Rohr (13) in seinem unteren Bereich mit mindestens einer Öffnung (17) großer axialer Erstreckung und großen Quer­ schnitts versehen ist, die den Ringspalt (16) mit dem Innenraum (15) des zylindrischen Rohres (13) verbindet, aus dem die Kühlwasserleitung (2) wieder abgeht.

4. Pumpenaggregat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Ringspaltes (16) eine mit der Kühlwasserleitung (2) verbundene, etwa tangential verlaufende Einführleitung (20) vorgesehen ist.

5. Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Querschnitt des Ringspaltes (16) größer ist, als der entsprechende Querschnitt des Innenraums (15) des zylindrischen Rohres (13).