DE3412873A1

DE3412873A1 - Pumpe, insbesondere fasspumpe

Info

Publication number: DE3412873A1
Application number: DE19843412873
Authority: DE
Inventors: Karl 6980 Wertheim Lutz
Original assignee: LUTZ FA KARL
Current assignee: LUTZ FA KARL
Priority date: 1984-04-05
Filing date: 1984-04-05
Publication date: 1985-10-17
Also published as: DE3412873C2; US4668166A

Description

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Pumpe, insbesondere Faßpumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe, insbesondere Faßpumpe mit einem rohrförmigen Gehäusemantel, der in seinem oberen Bereich einen Auslauf und an seinem unteren Ende, dem Pumpenfuß, einen Einlaß für die zu fördernde Flüssigkeit aufweist, einem Stützrohr, das mit dem Gehäusemantel einen ringförmigen Förderkanal begrenzt und zur Aufnahme einer Antriebswelle dient, an deren unteren Ende ein Laufrad lösbar sitzt, das innerhalb des Gehäuses in Strömungsrichtung vor einem feststehenden Leitrad angeordnet ist, dessen Leitschaufeln bis zum Gehäusemantel reichen.

Bei einer bekannten Faßpumpe dieser Art (DE-OS 27 50 801) ist das Laufrad lösbar an der Antriebswelle vorgesehen, um es im Falle einer Reparatur auswechseln zu können. Diese Pumpe ist grundsätzlich in zwei Varianten bekannt und zwar besteht die eine Variante darin, daß das Laufrad als ein Radialrad ausgebildet ist und die andere Variante besteht darin, daß das Laufrad als Achsialrad ausgebildet ist. Die Pumpe mit dem Radialrad ist bei sonst vergleichbaren Abmessungen und bei einer vergleichbaren Motorleistung für wesentlich größere Förderhöhen aber geringere Fördermengen einsetzbar als dies bei der Pumpe mit dem Achsialrad der Fall ist. Dieser Pumpentyp wird für geringere Förderhöhen aber größere Fördermengen eingesetzt. Der Benutzer war also gezwungen für jeden dieser beiden Anwendungsfälle eine gesonderte Pumpe bereitzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es die Pumpe der eingangs erläuterten Art so auszugestalten, daß sie in kurzer Zeit mit einem geringen Arbeitsaufwand sowohl für den einen als auch für den anderen Anwendungsfall umrüstbar ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Pumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Pumpe entweder mit einem Achsialrad oder einem Radialrad ausrüstbar ist, die am Antriebswellenende auswechselbar festlegbar sind, daß im Falle der Verwendung eines Radialrades ein Schieissring in dem Gehäusemantel vor dem Laufrad auswechselbar einsetztbar ist, daß der Abstand der Laufschaufelaustrittskante zur Leitradeintrittskante beim Radialrad kleiner als beim Achsialrad ist, daß die Leitschaufeln des Leitrades eintrittsseitig einen gekrümmten Bereich und anschließend einen achsparallel verlaufenden geraden Bereich aufweisen, dessen Länge etwa der drei bis sechsfachen Länge des gekrümmten Bereiches entspricht und daß der Förderkanal im gekrümmten Bereich des Leitrades gegenüber des achsparallelen Bereiches verengt.

Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß für den Übergang von einem Anwendungsbereich auf den anderen es nur erforderlich ist die Laufräder auszuwechseln, wobei im Falle des Radialrades der Schieissring in diese Auswechsel arbeit einbezogen werden muß. Wenn also vorher das Achsialrad eingebaut war, so muß dieses entfernt und durch das Radialrad ersetzt werden, wobei auch noch der Schieissring einzusetzen

ist, während beim Übergang von dieser Ausgestaltung auf das Achsiairad der Schleis.sring und das Radialrad entfernt werden müssen und das Achsialrad eingesetzt werden muß. Da diese Teile leicht auswechselbar eingebaut sind, erfordert die Umstellung der Pumpe von einer Betriebsart auf die andere einen äußerst geringen Arbeitsaufwand, der in kurzer Zeit durchgeführt werden kann.

Diese Auswechselbarkeit der Laufräder ist durch die besondere Ausgestaltung des Leitrades erst möglich geworden. Die Erfindung besteht also nicht nur darin, anzugeben, daß die Laufräder untereinander ausgetauscht werden sollen, sondern auch darin die entsprechenden Voraussetzungen am Leitrad zu schaffen, damit diese Auswechselung vorgenommen werden kann, ohne daß die Pumpe ihre Leistungsfähigkeit einbüßt. Bei den bisher bekannten Pumpen war nämlich das Leitrad auf das jeweilige Laufrad abgestimmt und auch eintrittsseitig war bei der Pumpe mit dem Radialrad der Schieissring fest mit dem Pumpenfuß verbunden, so daß aus diesen Gründen eine Auswechselung der Laufräder nicht vorgenommen werden konnte, selbst wenn man die Laufräder hinsichtlich ihrer Außendurchmesser aufeinander abgestimmt hätte. Durch die Erfindung ist also ermöglicht worden, daß eintrittsseitig die notwendigen Veränderungen rasch durchgeführt werden können und daß austrittsseitig Voraussetzungen geschaffen wurden, die die Benutzung zweier unterschiedlicher Laufräder in der gleichen Pumpe ermöglichen, wobei diese Voraussetzungen nicht nur in der Ausgestaltung des Leitrades sondern auch in der unterschiedlichen Wahl der Abstände zwischen Laufrad und Leitrad zu sehen sind.

Weitere vorteilhate Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, in denen vorteilhafte Gestaltungsmerkmale der Laufräder, des Leitrades und der gegenseitigen Zuordnung angegeben sind.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist es mit wenigen Handgriffen möglich die Förderpumpe so umzurüsten , daß in einem Falle bei großer Förderhöhe eine geringere Fördermenge und im anderen Falle bei geringer Förderhöhe eine große Fördermenge realisiert werden kann» wobei durch entsprechende Abstimmung gemäß den Merkmalen in den Unteransprüchen es ohne weiteres möglich ist die Ausgestaltung so zu treffen, daß Förderhöhe und Fördermenge beim Übergang von einem Laufrad auf das andere halbiert bzw. verdoppelt werden, d. h. beim Übergang von einem Laufrad auf das andere wird beispielsweise die Förderhöhe halbiert und dabei die Fördermenge gegenüber dem vorhergehenden Laufrad verdoppelt. Der Anwender benötigt deshalb nur eine Pumpe, zwei verschiedene LaufrMder und einen zusatzlichen Schieissring der mit dem Radialrad zum Einsatz kommt. Einige der Unteransprüche befassen sich mit der leichten Auswechselbarkeit der Laufräder und des Schleisringes, wobei die Auswechselbarkeit des Leitrades der Reparaturfreundlichkeit dieser Pumpe dient, da in der Nabe des Leitrades die Lageranordnung für die Antriebswelle im unteren Bereich vorgesehen ist. Diese leichte Auswechselbarkeit ist darauf zurückzuführen, daß der rohrförmige Gehäusemantel aus einem einzigen Rohrstück hergestellt ist, welches keine Durchmesserabweichungen aufweist, wobei nur

im unteren Bereich, in welchem sich die Leitrandanordnung befindet eine besondere Kalibrierung vorgenommen ist, damit das Leitrad mit Paßsitz in den Gehäusemantel einschiebbar ist und auch der Spalt zwischen dem Laufrad und dem Gehäusemantel sehr eng gehalten werden kann, was den Wirkungsgrad der Pumpe günstig beeinflußt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Pumpe nach der

Erfindung; Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Pumpe in vergrößertem Maßstab ohne Motor mit einem

Achsiallaufrad ; und

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung der Pumpe jedoch mit einem Radiallaufrad.

Fig. 1 zeigt eine Faßpumpe mit einem rohrförmigen Pumpenkörper 1 und einem als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor 2, dessen Anschlußleitung mit 3 bezeichnet ist. Mit 4 ist der Auslauf der Pumpe bezeichnet, an dem beispielsweise ein Schlauch mit Zapfpistole anschließbar ist. Diese Pumpe ist zum Herausfördern von Flüssigkeit aus Fässern bestimmt, wobei der rohrförmige Pumpenkörper 1 einen Außendurchmesser aufweist, der das Einführen der Pumpe in die üblicher Weise vorgesehenen Spundlöcher gestattet.

In den Fig. 2 und 3 sind Längsschnitte des Pumpenkörpers

1 dargestellt, wobei der mittlere Teil des Pumpenkörpers herausgeschnitten ist, da er für die Erläuterung der Erfindung nicht erforderlich ist.

Da sich die Pumpen gemäß den Fig. 2 und 3 nur durch die Ausbildung im Bereich des Pumpenfusses unterscheidet sind für die übrigen Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet.

Der insgesamt mit 1 bezeichnete Pumpenkörper oder Pumpenrohrsatz umfaßt ein Stützrohr 5 und einen rohrförmigen Gehausemantel 6, die zwischen sich einen ringförmigen Förderkanal 7 einschliessen_s in welchem die Flüssigkeit bis zu dem Auslauf 4 mittels eines Laufrades 8 hochgepumpt wird, das am unteren Ende einer Antriebswelle 9 sitzt, die innerhalb des Stützrohres verläuft und an ihrem oberen Ende mit einer Kupplung 10 versehen ist, über die der in Fig. 1 dargestellte Antriebsmotor 2 ankuppelbar ist.

Das Stützrohr 5 und der Gehäusemantel 6 sind an ihrem oberen Enden mit einem Lagergehäuse 11 verbunden, welches Wälzlager 12 zur Lagerung der Antriebswelle 9 aufnimmt. Gegenüber dem Lagergehäuse 11 ist eine Überwurfmutter 13 drehbar gelagert, die mit einem Handrad 14 versehen ist, um den Pumpenkörper 1 mit dem Motor 2 zu verbinden, wobei die Mutter 13 mit einem Innengewinde 15 versehen ist, das mit einem entsprechend ausgebildeten Außengewinde am Motor zusammenwirkt. Der Pumpenkörper 1 ist also in einfacher Weise vom Motor zu trennen, da die Kupplung 10 als der aufnehmende Teil einer Steckkupplung ausgebil-

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det ist, wobei am Wellenende des Motors ein Mitnehmer fest angeordnet ist, der in den Kupplungsteil 10 beim Zusammensetzen von Motor und Pumpenkörper eingreift.

Im unteren Bereich des Gehäusemantels 6 ist ein Leitrad 16 feststehend angeordnet, das mit einer Nabe 17 auf das untere Ende des Stützrohres 5 aufgeschoben und mittels zweier Dichtund Klemmringe 18 festgeklemmt ist. Die mit 19 bezeichneten Leitschaufeln des Leitrades 16 stützen sich in der eingebauten Lage unter Paßsitzt an der Innenwand des Gehäusemantels 6 ab. Im Inneren der Nabe 17 ist ein Kohlelager 20 vorgesehen, das an seiner Unterseite plan geschliffen ist, wobei an dieser Planfläche 21 ein Keramikring 22 mittels eines elastischen Balges 23 angedrückt ist, der sich am oberen Ende der Nabe 24 des Laufrades 8 abstützt. Dieses Laufrad 8 ist als Achsialrad ausgebildet und weist schraubenförmig ausgebildete Schaufeln 25 auf, die auf der Nabe 24 sitzen und einen Außendurchmesser aufweisen der bis auf ein geringes Spiel dem Innendurchmesser des Gehäusemantels 6 entspricht.

Der Gehäusemantel 6 reicht mit seinem mit 26 bezeichneten Fuß über das Laufrad 8 hinaus und weist auf den Umfang verteilte Einlaßfenster 27 auf, die als Einlaßöffnungen für die Flüssigkeit dienen, da die Flüssigkeit durch das untere offene Ende nicht eintreten kann, weil der Pumpenfuß auf dem Faßboden bzw. Behälterboden aufruht. Damit das verhältnismäßig scharfe Ende des Gehäusemantels 6 den Behälterboden, der unter Umständen aus einem leicht beschädigbaren Kunststoff bestehen kann, nicht beschädigt, ist ein Stützring 28 vorgesehen,

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der eine wulstförmige Verdickung des unteren Endes des Gehäusemantels bildet. Dieser Stützring umfaßt eine in den Gehä'usemantel einschiebbare Schürze und einen wulstartigen Stützrand 30, der sich an die untere Ringfläche des Gehäusemantels 6 anlegt, wobei der Außendurchmesser dieses Stützrandes 30 mit dem Außendurchmesser des Gehäusemantels 6 übereinstimmt. Die Schürze 29 ist mit in Umfangsrichtung verlaufenden federnden Haltelaschen 31 versehen, die geringfügig über den Außendurchmesser der Schürze 29 hervorsteht und in die Einlaßfenster 27 einrasten können, wobei diese Haltelaschen nur so weit nach außen federn, daß sie nur in das Einlaßfenster 27 eingreifen nicht aber über die Außenkontur des Gehäusemantels 6 hervorstehen.

Das als Achsialrad ausgebildete Laufrad 8 ist im dargestellten Beispiel als Kunststoffteil ausgebildet und weist eine im Inneren eingespritzte Mutter 32 auf, wodurch das Laufrad auf das mit Außengewinde versehene untere Ende 33 der Antriebswelle 9 aufschraubbar ist. Dabei ist die Mutter 32 in der Nabe 24 so angeordnet, daß zwischen der Laufschaufelaustrittskante 34 und der Leitschaufeleintrittskante 35 ein Abstand verbleibt, der im dargestellten AusfUhrungsbeispiel etwa 10 % des Außendurchmessers des Laufrades beträgt. Dieser Abstand ist mit 36 bezeichnet.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich ^on derjenigen nach Fig. 2 nur im unteren Pumpenbereich, und zwar ist das Achsialrad 8 durch eine Radialrad 8' ersetzt. Da bei einem Radialrad die Anströmung

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der zu fördernden Flüssigkeit im Zentrum erfolgen muß, damit am Rad selbst eine Strömung von innen nach außen entstehen kann, so ist vor das Radialrad 8¹ ein Schieissring 37 in den Gehäusemantel 6 eingesetzt Dieser Schieissring ist mit dem Stützring 30 fest verbunden und kann dadurch leicht ein- und ausgebaut werden, da der Stützring, wie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben, mittels der Haltelaschen 31 in die Eintrittsfenster 27 eingerastet ist. Zum Ausbau ist es deshalb nur erforderlich den Stützring etwas zu drehen, bis die Laschen 31 durch die Innenwand des Gehäusemantels 6 nach innen gedrängt werden und dadurch vom Eintrittsfenster 27 freikommt. Danach kann der Stützring 30 herausgezogen werden, wobei im Falle der Ausgestaltung nach Fig. 3 der Schieissring 37 ebenfalls mit herausgezogen wird, da diese beiden Teile bei der Ausgestaltung nach Fig. 3 miteinander verbunden sind. Der Abstand 38 zwischen der Leitradeintrittskante 35 und der Laufschaufelaustrittskante 39 ist größer als beim Achsialrad und beträgt im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 20 % des Laufraddurchmessers. Dieser größere Abstand gegenüber der Ausführungsform mit dem Achsialrad ist notwendig, um eine gewisse Strömungsberuhigung vor Eintritt in das Leitrad zu erzielen. Bei dieser Ausführungsform ist nämlich die Strömung im Bereich der Laufschaufelaustrittskante auf einen wesentlich engeren Ringbereich beschränkt als dies bei der Ausführungsform mit dem Achsialrad der Fall ist, wobei die Außendurchmesser dieses Ringbereiches in beiden Fällen übereinstimmen und durch die Innenwand des Gehäusemantels begrenzt werden.

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Bei langen Antriebswellen besteht die Gefahr, daß

diese zu schwingen beginnen. Um dies zu verhindern, ist auf die Antriebswelle ein Kunststoffschlauch 40 geschoben, der lose zwischen der Antriebswelle 9 und dem Stützrohr 5 sitzt. Dieser Kunststoffschlauch besitzt selbstschmierende Eigenschaften. Hierdurch ist ein zentrales Lager vermieden, welches in dem verhältnismäßig langem Stützrohr schwer einzubauen wäre. Dieser Kunststoffschlauch ist durch eine umlaufende

Sicke 41 an einem weiteren Durchfallen bis zum Lager

20 gesichert.

Claims

PATENTANWALT. Dipl.-lng., Dipl.-Wirtsch -Ing. Firma Karl Lutz Erlenstraße 5 bis 7 Q / 1 O Q "7 Q Bereiteranger 15 6980Wertheim om-IZö/o kouo München <>ü Telefon 089/ 65 76 Patentansprüche

1. Pumpe, insbesondere Faßpumpe, mit einem rohrförmigen Gehäusemantel, der in seinem oberen Bereich einen Auslauf und an seinem unteren Ende, dem Pumpenfuß, einen Einlaß für die zu fördernde Flüssigkeit aufweist, einem Stützrohr, das mit dem Gehäusemantel einen ringförmigen Förderkanal begrenzt und zur Aufnahme einer Antriebswelle dient, an deren unterem Ende ein Laufrad lösbar sitzt, das innerhalb des Gehäusemantels in Strömungsrichtung vor einem feststehendem Leitrad angeordnet ist, dessen Leitschaufeln bis zum Gehäusemantel reichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1) entweder mit einem Achsialrad (8) oder einem Radialrad (8') ausrüstbar ist, die am Antriebswellenende (33) auswechselbar festlegbar sind, daß im Falle der Verwendung eines Radialrades (8¹) ein Schieissring (37) in dem Gehäusemantel (6) vor dem Laufrad (8¹) auswechselbar einsetzbar ist, daß der Abstand (38; 36) der Laufschaufelaustrittskante (39; 34) zur Leitradeintrittskante (35) beim Radialrad (8¹) kleiner als beim Achsialrad (8) ist, daß die Leitschaufeln (19) des Leitrades (16) eintrittsseitig einen gekrümmten Bereich und anschließend einen achsparallel verlaufenden geraden Bereich auweisen, dessen Länge etwa der dreifachen bis sechsfachen Länge des gekrümmten Bereiches entspricht und daß der Förderkanal im gekrümmten Bereich des Leitrades (16) gegenüber dem achsparallelen Bereich verengt ist.

2. Pumpe nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Außendurchmesser beider Laufradtypen (8, 8') untereinander gleich sind und bis auf ein geringes Spiel dem Innendurchmesser des Gehäusemantels (6) entsprechen und daß das Verhältnis von Nabendurchmesser des Achsialrades zum Laufradaußendurchmesser bzw. vom Innendurchmesser des Schieissringes (37) zum Laufradaußendurchmesser 0, 4 bis 0, 6 beträgt.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Abstandes (38; 36) von der Laufschaufelaustrittskante (39; 34) bis zur Leitradeintrittskante (35) zum Laufradaußendurchmesser beim Radialrad (8¹) 0,15 bis 0,25 und beim Achsialrad (8) 0,05 bis 0,15 beträgt.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Leitrad (16) das Verhältnis des Nabendurchmessers im verengten Bereich zum Nabendurchmesser im erweiterten Bereich 1 bis 1,25 beträgt.

5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Nabendurchmessers des Leitrades (16) am Eintritt zum Leitradaußendurchmesser 0,45 bis 0,50 beträgt.

6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis des Nabendurchmessers des Leitrades am Austritt zum Leitradaußendurchmesser 0, 35 bis 0,45 beträgt.

7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge des Leitrades (16) zum Leitradaußendurchmesser 1,25 bis 1,75 beträgt.

8. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge des gekrümmten Bereiches des Leitrades (16) zum Leitrad außendurchmesser 0,3 bis 0,4 beträgt.

9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Eintrittswinkel am Leitrad (16) 35 Grad bis 55 Grad beträgt.

10. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrad (16) mit seiner Nabe (17) am Stützrohr (5) lösbar befestigt ist und sich mit seinen Leitschaufeln (19) an der Gehäusemantelinnenwand mit Paßsitzt abstützt.

11. Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Nabe (17) zumindest ein Kiemmund Abdichtring (18) eingelassen ist, mit dem die Nabe (17) auf dem Stützrohr (5) gehalten i st.

12. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemantel (6) als ein einstückiges Rohr mit gleichbleibendem Durchmesser ausgebildet ist, das am unteren Ende, dem Pumpenfuß (26), mit am Umfang verteilten Einlaßfenstern (27) versehen ist.

13. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Pumpenfuß (26) ein Stützring (28) lösbar befestigt ist, der das Mantelende von unten abdeckt, wobei sein Außendurchmesser dem Mantelaußendurchmesser entspricht.

14. Pumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,

daß der Stützring (28) eine eng in den Gehäusemantel einsteckbare Schürze (29) mit in Umfangsrichtung verlaufenden federnden Haltelaschen (31) aufweist, die mit den freien Enden etwas über den Schürzenaußendurchmesser hervorstehen und in die Einlaßfenster (27) einrastbar sind.

15. Pumpe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (28) mit dem Schieissring (37) fest verbunden ist.