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2. Beschreibung
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"Ansaugvorrichtung ffir Pumptankwagen und Jauchepumpen" Die erfindungsgemäße
Ansaugvorrichtung für Pumptankwagen und Jauchepumpen soll das Ansaugen dickbreiiger,
zähflüssiger Flüssigkeiten, wie z.B. Jauche, aus tieferliegendell Lagergruben ermöglichen.
Dies führt auch bei Verdrängerpumpen, die normalerweise selbstansaugend sind, zu
Schwierigkeiten, insbesondere dann, wenn es sich um geodätische Saughöhe über 3
m handelt und wenn die Spalten der Verdrängerpumpe sich durch Verschleiß nach längerer
Laufzeit vergrößert haben.
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Darin sind auch Verdrängerpumpen nicht mehr in der Lage, eine Saugleitung
selbsttätig zu entlüften, da über die Spalte druckseitig Luft nachströmt. Kreiselpumpen
sind ohne Hilfsmittel nicht in der Lage, eine Saugleitung zu evakuieren, sie werden
daher häufig als Tachpumpen eingesetzt. Neben Kreiselpumpen sind noch Exc<iterschrieckenpumpen,
Roots-Pumpen und neuerdings Winkelscheiberlpumpen als Förderpumpen für Jauche bekannt.
Diese Pumpen werden sowohl stationär eingesetzt in Verbindung mit längeren Rohrleitungen
als auch als Einbaupumpen für Pumptankwagen, mit denen Jauche auf die Felder gefahren
wird. Eine weitere landtechnische Verwendug ist der Einsatz dieser Systeme als Fütterungspumpen
und Fütterungspumptankwagen. Es ist bekannt, Kreiselpumpen mit Hilfspumpen zu versehen,
die das selbsttätige Entlüften der Saugleitung ermöglichen. Bei diesen Hilfspumpen
handelt es sich um Membranpumpen oder Drehschiebervakuumpumpen.
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Es sind jedoch auch andere Valcuumpumpen als Hilfspumpen dellkbar,
wie Flüssigkeitsring- Vakuumpumpen, Sperrsch ieber'-Vakuumpumpen oder Wälzkolbenvakuumpumpen.
Diese Hil fspumpen sind auch immer in der Lage, gleichzeitig Druck und Vakuum zu
erzeugen, d.h. zu entlüften und zu belüften.
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Bekannt ist auch, Hilfsvakuumpumpe und Kreiselpumpe auf eine gemeinsame
Antriebswelle zu setzen, um ein kompaktes Aggregat zu erzielen. (G. Leschner, Kleines
Pumpenharidbuch für Chemie und Technik, Verlag Chemie, Weinheim, 1967, Seite 184).
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Kombiniert man jedoch eine Hilfsvakuumpumpe mit einer Verdrängerpumpe,
so ergeben sich beim selbsttäigen Ansaugen dann Probleme, wenn man die Druckleitung
der Verdrängerpumpe über einen Drehschieber fest verschließt, um das System während
des Ansaugvorganges vakuumdicht zu machen. Sobald über die evakuierte Saugleitung
Flüssigkeit zur Verdrängerpumpe gelangt ist, fördert diese, jedoch gegen einen geschlossenen
Schieber.
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1)ditr'ch bi.lden sich unzulässig hohe Überdrücke, die nur durch ein
Überdruckventil begrenzt werden können.
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Auch entsteht ein unnötiger Leistungs- Mehraufwand.
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Verwendet man anstelle der Verdrängerpumpe eine Kreiselpumpe, bildet
sich in der Druckleitung ein Druck entsprechend der Drosselkennlinie der Pumpe aus.
Bei Nullförderung gegen geschlossenen Schieber entstehen jedoch unsymmetrische Belastungen
des Laufrades und Leistungs-Mehrverbrauch. In jedem Fall ist es auch erforderlich,
daß eine Bedienungsperson den druckseitigen Schieber öffnet, sobald die Flüssigkeitspumpe.
fördert.
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Es ist auch möglich, daß der Flüssigkeitsstrom während des Atisaugens
saugseitig abreißt. Dies kann dadurch vtiursacht werden, daß sich bei Unterdruck
Luft aus der Flüssigkeit abscheidet, die zuvor gelöst war und dieser Vorgang zu
einer Trennung der saugseitigen Fl üssigke itssäule Führt. Nachteilig i.st es in
diesem Fall, wenn man die Saugleitung über das Pumpengehäuse entlüftet, da bei Vorhandensein
von Flüssigkeit innerhalb der Pumpe Luftblasen innerhald der Saugleitung von der
Entlüftungsvorrichtung nicht erreicht werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansaugvor r i.chtung
für Pumptankwagen und Jauchepumpen zu schaffen, die mit einer J)ruck- Vakuumpumpe
oder Vakuumpumpeals Hilfspumpe ausgerüstet sind. Die Ansaugvorrichtung soll das
selbsttätige Entlüften der Saugleitung ermöglichen und bei Flüssigkeitsförderung
soll saugseitig der Str'ömungswiderstand herabgesetzt werden und ein Abreißen des
Flüssigkeitsstroms durch Luftblasen vehindert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindsgemäß dadurch gelöst, daß in der Druckleitung
der Flüssigkeitspumpe oder an deren Ende ein Ventil angeordnet wird, das durch den
beim Entlüften entstehenden Unterdruck verschlossen wird und den bei Flüssigkeitsförderung
entstehenden Überdruck geöffnet wird.
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Verausgesetzt wird, daß zusätzlich zur Flüssigkeitspumpe eine Druck-Vakuumpumpe
oder eine Vakuumpumpe als llilfspumpe vorhanden ist. Zur Unterstützung des Ansaugvorganges
soll. die mit der Hilfspumpe geförderte Luft der Eintrittsöffnung der Pumpenansaugleitung
zugeführt werden.
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Die Saugseite der Hilfs- Vakuumpumpe wird vorzugsweise mit dem höchsten
Punkt der Ansaugleitung der Flüssigkeitspumpe oder mit deren Saugraum verbunden.
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Dis Ventil zum Versch 1 ießen der Druckleitung durch den bei.m Entliiften
entstehenden Unterdruck wird so ausgeführt und ange -ordnet, daß es bereits vor
Beginn der Entlüftung, wo noch kein Differenzdruck auf das Ventil einwirkt, nur
einen geringen Spalt gegenüber der Druckleitung bildet.
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Der beim Entlüften entstehende Unterdruck verschließt dann diesen
Spalt kraftschlüssig. Sobald Flfissigkeit gefördert wird, gibt das Ventil den vollen
LeiXjtungsqllerschnitt frei und es ist so ausgebildet, daß es zu keinen Verstopfungen
durch Festkörper kommen kann, die mit der Flüssigkeit mitgeführt werden.
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Bei Anordnung der Flüssigkeitspumpe mit Hilfspumpe in Pumptankwagen
müssen 3 Betriebszustände unterschieden werden: a) Füllern des Tanks über die Druckleitung
b) Entleeren des Tanks c) Direktförderung über die Pumpe und eine angeschlossene
Rohrleitung, ohne daß die Flüssigkeit im Tank zwi schelgelagert wird.
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Beim Betriebszustand (a) wird die Druckleitung in den 13ehälter geführt.
An deren Ende ist ein Klappenventil angeordnet, das durch sein Eigengewicht bereits
im dr'uckl osen Zustand auf den Ventilsitz aufliegt und durch den Unterdruck beim
Entlüften kr aftschlüssig auf den Sitz gedrückt wird.
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Bei Einsetzen der Flüssigkeitsförderung gibt es den vollen Rohrquerschnitt
frei. Anstelle des Kl appenventils können auch andere gewichtsbelastete Ventile
wie z.B. Kugelventile oder Tellerventile eingesetzt werden, oder auch das nachfolgend
beschriebene Schlitzdüsenventil.
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Im Betriebszustand (b) ist ein Entlüften der EkL»leitung nicht erforderlich,
da die Flüssigkeit der Pumpe über den höher gelegenen Tank zuläuft.
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Im Betriebszustand (c) muß die kLr-2 leitung ebenfalls entlüftet werden.
Dieser Betriebszustand liegt auch dann vor, wenn man ein Pumpenaggregat ohne Tankbehälter
betreibt.
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Die Druckleitung kann dann zum Entlüften nicht mehr mit einem Ventil
versperrt werden, das sich am Ende der Leitung befindet, da dort andere Aggregate,
wie z.B. Regner angebracht sein können. Das Absperrventil muß darein innerhalb der
Druckleitung oder auf der Pumpendruckseite angebracht werden.
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Es wird als weitere Ausbildung der Erfindung eine gummielastische
Schlitzdüse vorgeschlagen, die innerhalb der Druckleitung angeordnet ist. Im drucklosen
Zustand vor Beginn des Entlüftens verengt sich der Strömungsquerschnitt der Schlitzdüse
auf einen Schlitz, dessen gegenüberstehende Wandungsteile beim Entlüften zusammengezogen
werden. Bei Flüssigkeitsförderung weitet sich der Schlitz auf den vollen Strömungsquerschnitt
auf. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß sie auch innerhalb von Leitungen
angeordnet werden kann, einen vakuumdichten Abschluß der Druckleitung beim Entlüften
ermöglicht und bei Flüssigkeitsförderung zu keinen Verstopfungen führt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
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Fig. 1 zeigt einen Pumptankwagen zeigt einen Pumptankwagen mit angebauter
Flüssigkeitspumpe (1) und Hilfspumpe (2), die als Druck-Vakuumpumpe oder als Vakuumpumpe
arbeitet. Vorzugsweise wird für die Hilfspumpe (2) eine Drehschiebervakuumpumpe,
auch Rotationsverdichter genannt, verwendet. Die Hilfspumpe (2) befindet sich vorzugsweise
auf der Antriebswelle der Flüssigkeitspumpe (1), kann jedoch auch getrennt angeordnet
sein.
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Die Druckleitung (3) der Flüssigkeitspumpe führt über einen Drehschieber
(4) zur Tankfülleitung .(5), an deren Ende ein Klappenventil (6) angeordnet ist
Die Schieberwalze (4a) des Drehschiebers (4) verschließt in der gezeichneten Stellung
den nach außen führenden Rohrleitungsanschluß (7), wodurch der Tank befüllt wird.
Dreht man die Schieberwalze (4a) im Gegenzeigersinn um 90 Grad, so wird die Tankfülleitung
(5) verschlossen und der Rohrleitungsanschiuß (7) freigegeben.
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Teine Förderung über Rohrleitungen ist dadurch möglich, ohne daß der
Tankbehälter (8) des Pumptankwagens benutzt wird.
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Im Rohrleitungsanschluß (7) ist eine gummielastische Schlitzdüse (9)
angeordnet; die jedoch auch direkt am Druckstutzen (10) der Fltissigkeitspumpe angebracht
werden kann. Die Saugleitung (11) der Flüssigkeitspumpe wird von der Hilfspumpe
(2) über einen Schwimmer (12) und eine Entlüftungsleitung (13) entlfiftet.
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Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Ansaugvorrichtung mit den
in Fig. 1 angegebenen Schnittrichtungen AB und CD.
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Hilfspumpe (2) und Schwimmer (12) liegen in der Schnittebene A - o.
In der Schnittebene C - D liegt der Tankbehälter (8) die Saugleitung der Flüssigkeitspumpe
(11), der Drehschieber (14) für die Saugleitung der Flüssigkeitspumpe und die Ansaugieitung-.(15),
mit der die Flüssigkeitspumpe (1) aus vorzugsweise tieferliegenden Lagergruben (16)
ansaugt.
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Die SchieberwaLze (14a) des Saugleitungs-Drehschiebers (14) befindet
sich dabei in der in Fig. 2 dargestellten Stellung.
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Dreht man die Schieberwalze (14a ) im Gegenzeigersinn um 90 Grad,
wird die Ansaugleitung (15) verschlossen und die Flüssigkeitspumpe saugt über die
Tanksaugleitung (17 ) an, wodurch der Tankbehälter (8) entleert wird. In Fig. 2
befindet sich die Flüssigkeitspumpe (1) hinter der Hilfspumpe (2) und wird durch
diese verdeckt.
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Der Saugstutzen (2a) der Hilfspumpe (2) ist über den Schwimmer (12)
mit der Saugleitung (11) der Flüssigkeitspumpe verboden. Die Verbindung erfolgt
vorzugsweise im höchsten Punkt der Saugleitung (11).
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Der Drucs"tutze (2b) der Hilfspumpe wird über die Luftleitung (18)
mit dem unteren Ende der Ansaugleitung (15) v'rbunden, so daß durch die in der Ansaugleitung
(15) entstehenden
Luftblasen die Wandschubspannung der hochviskosen
Förderflüsigkeit herabgesetzt wird und zusätz t ich durch deren Auftrieb der Strömungswiderstand
beim Ansaugen herabgesetzt wird.
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Fig. 3 zeigt die Ausbildung der gummielastischen SchLit;zdiise (9)
die innerhalb der Druckleitung (3) oder im Rohrleitungsanschluß (8) angeordnet wird.
Sie kann auch anstelle des Klappenventils (6) am Ende der Tankfülleitung (,) angeordnet
werden.
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Die Wandungen der gummielastischen Schlitzdüse (9) verengen sich in
Strömungsrichtung vom vollen Querschnitt (20) auf einen Schlitz (1(3) dessen Umfangslänge
vorzugsweise dem Umfang des Querschnitts (20) entspricht. Herrscht innerhalb der
Schlitzdüse (9) Unterdruck, zieht sich der Schlitz (19) zusammen. Herrscht innerhalb
der Schlitzdüse (9) Überdruck in Folge Flüssigkeitsförderung, so weitet sich der
Schlitz (1(9) auf den Querschnitt (20) auf.
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