DE4302058C2 - Pumpe mit vertikaler Welle - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpe mit verti­ kaler Welle gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die zum Abpumpen von Regenwasser oder dergleichen benutzt wird und insbesondere eine Verbesserung einer solchen Art von Pumpe, die einen Vorab-Bereitschaftsbetrieb-Modus besitzt.

Eine Pumpe, die zum Abpumpen von Regenwasser oder der­ gleichen verwendet wird, ist im allgemeinen oft eine Pumpe mit vertikaler Welle. Als ein Lager zum Lagern der vertikalen Welle wird sehr oft eine keramische Lagerung verwendet, die eine hervorragende Verschleißfestigkeit aufweist. In einer solchen keramischen Lagerung wird das gepumpte Wasser als Schmierwasser benutzt.

Infolge der raschen Verstädterung in den letzten Jahren tritt das Problem auf, daß eine große Menge von Regenwasser plötzlich in einen Entwässerungsplatz einströmt. Um mit dem Zustand fertigzuwerden, ergab sich das Erfordernis für den Vorab-Bereitschaftsbetrieb einer Pumpe. Wenn eine Pumpe mit vertikaler Welle einen unbelasteten Betrieb an der Luft durchführt, d. h. im Vorab-Bereitschaftsbetrieb-Modus, bei dem kein Wasser angehoben wird, d. h. kein Schmierwasser in der Pumpe vorliegt, betrieben wird, dreht sich die Hauptwelle im Lager in einem vollständig trockenen Zustand, was unvermeid­ lich zu einer enormen Abnutzung des Lagers führt. Somit kann bei der Pumpe mit vertikaler Welle kein keramisches Lager verwendet werden, um einen Betrieb ohne Last in der Luft durchzuführen.

Als eine Maßnahme zum Lösen des oben beschriebenen Pro­ blems wird ein bereits vorher bereitgestelltes Schmierwasser von außerhalb dem Lager der Pumpe während des Vorab-Bereit­ schaftsbetriebes zugeführt, wie dies in der JP-A- 2-115 592 offenbart ist. Bei dieser Methode stellt ein Wasserstandsfüh­ ler fest, ob das Lager in Wasser eingetaucht ist oder nicht. Wenn das Lager nicht in Wasser eingetaucht ist, wird Schmier­ wasser von außerhalb der Pumpe zugeführt, und wenn das Lager in Wasser eingetaucht ist, wird die Zufuhr des Wassers abge­ brochen. Weiterhin ist in der JP-A-59-155 621 offenbart, zum Durchführen des unbelasteten Betriebs an der Luft für einen kurzen Zeitraum ein ölimprägniertes keramisches Lager zu verwenden, bei dem vorher eine Ölimprägnierung durchgeführt wurde und eine geringe Menge an Öl, die infolge der Wärmeausdehnung vom Lager her abgegeben wird, die Gleitfläche schmiert.

In der JP-A-55 90718 ist ferner eine Pumpe mit den Merk­ malen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt, bei der ein Wasservorratstank rund um ein Lager vorgesehen ist und saube­ res Wasser von außerhalb der Pumpe in den Wasservorratstank vor dem Starten des Betriebs der Pumpe zugeführt wird.

Die Schmieranordnung, die in der JP-A-2-115 592 offen­ bart ist, hat allerdings den Nachteil, daß eine große Wasser­ menge zum Schmieren erforderlich ist, wenn beim unbelasteten Betrieb der Pumpe an der Luft diese für einen langen Zeitraum angetrieben wird, weil das Wasser ständig dem Lager von au­ ßerhalb der Pumpe während des unbelasteten Betriebs an der Luft zugeführt werden muß. Da die obige Anordnung auch ein Wasserzufuhr-Rohrsystem aufweist, ist zusätzlich eine Wartung dieses Rohrsystems erforderlich. Wenn dagegen, wie in der JP- A-59-1 55 621 vorgeschlagen, ein ölimprägniertes Keramiklager verwendet wird, nimmt während des Betriebs der Pumpe über ei­ nen langen Zeitraum hinweg die Temperatur der Lagerung nach­ teiligerweise so zu, daß es unmöglich wird, mit dem Betrieb der Pumpe fortzufahren. Weil das Öl, das vom Lager verbraucht wird, nicht nachgefüllt wird, ist ein Betrieb über eine lange Dauer von Jahren nicht möglich. Wenn dagegen, wie bei der JP- A-55 90 718 ein Wasserspeichertank an einem Lagerabschnitt zum Zweck der Schmierung des Lagers vorgesehen ist, ist ein Wasserzufuhr-Rohrsystem, das gewartet werden muß, erforder­ lich. Wenn dabei das Pumpenwasser als Schmiermittel benutzt wird, besteht auch die Möglichkeit, daß Sand und Schmutz sich im Tank absetzen.

Aus der DE-A-36 05 367 ist ferner eine selbstpumpende Lagerung für Maschinen bekannt, bei der die Lagerelemente von einem die Welle rotierend umgebenden, gegenüber der gepumpten Flüssigkeit abgeschlossenen Öltank versorgt werden. Infolge der Rotationsbewegung bildet sich im Ölbehälter ein parabolisch geformter Ölspiegel aus, in dessen oberen Teil Stauelemente eintauchen, wobei das entnommene Öl dem Lagerelementen zugeführt wird.

Aus der DE-PS-8 97 777 ist eine weitere Ölschmiereinrich­ tung für Lager einer Pumpe bekannt, bei der ein Öltank an der rotierenden Welle angeordnet ist. Diesem Öltank wird Öl über einen geschlossenen Kreislauf zugeführt.

Bei geschlossenen Ölschmierungskreisläufen tritt jedoch das Problem auf, daß Fremdkörper, die durch den Verschleiß des Lagers erzeugt werden, im Kreislauf gehalten werden. Wei­ terhin erfordert die zusätzliche Ölschmierung einen hohen konstruktiven Aufwand bei Wasserpumpen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pumpe bereitzustel­ len, die eine Schmieranordnung für das Lager umfaßt, welche es ermöglicht, daß ein Vorab-Bereitschaftsbetrieb wiederholt und stabil über einen längeren Zeitraum hinweg durchgeführt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Pumpe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maß­ nahmen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den ab­ hängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung ist eine Pumpe mit vertikalem Schaft mit einem Lager innerhalb eines Durchlasses für gepumptes Wasser mit einem drehbaren Schmierwassertank versehen, der die Lagerung innerhalb des Durchlasses für gepumptes Wasser aufnimmt. Weiterhin ist auch ein Öffnungsabschnitt in Verbin­ dung mit dem Durchlaß für gepumptes Wasser vorgesehen, wobei der Öffnungsabschnitt an einem oberen Abschnitt des Schmier­ wassertankes ausgebildet ist.

Da das Lager ständig in das Schmierwasser eingetaucht ist, das vorher im Wasservorratstank aufgenommen wurde, wird selbst wenn das Schmierwasser nicht von der Außenseite der Pumpe her nachgeführt wird, eine stabile Gleitcharakteristik erhalten. Das Schmierwasser wird zuverlässig zu der Zeit, in der Wasser gepumpt wird, nachgeführt. Das Schmierwasser, das einmal im Tank aufgenommen wurde, verdunstet kaum, weil die Feuchtigkeit innerhalb der Pumpe hoch ist. Aus diesen Gründen ist es unnötig, das Schmierwasser von außerhalb der Pumpe nachzuführen. Da ferner kein Wasserzufuhr-Rohrsystem für die Schmierung erforderlich ist, entfällt die Wartung des Rohrsy­ stems. Dementsprechend kann eine stabile Gleitcharakteristik über einen langen Zeitraum hinweg erhalten werden, selbst bei einem Betrieb ohne Last an der Luft (Vorab-Bereitschaftsbe­ trieb), bei dem kein gepumptes Wasser in die Pumpe gelangt. Insbesondere können, verglichen mit dem ölimprägnierten Kera­ miklager, feine Keramikmaterialien für das Keramiklager ver­ wendet werden, so daß die Verläßlichkeit und die Festigkeit der Lagerung verbessert werden kann. Da der Wasservorratstank rotiert, werden Fremdstoffe mit dem gespeicherten Wasser durch die Fliehkraft vermischt. Das Schmierwasser, das die Fremdstoffe enthält, wird ersetzt durch neugepumptes Schmier­ wasser. Somit können sich die Fremdstoffe im Wasserspeicher­ tank nicht absetzen. Weil weiterhin das Niveau sowie die Menge an Wasser rund um die Lager-Gleitfläche konstant gehal­ ten wird, so daß die Lager-Gleitfläche hinlänglich geschmiert ist, wird eine Temperaturerhöhung der Lagerung verhindert. Deshalb kann gemäß der Erfindung eine hochverläßliche Pumpe erhalten werden.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert; in dieser ist:

Fig. 1 ein Vertikalschnitt durch einen wesentlichen Ab­ schnitt einer erfindungsgemäßen Pumpe,

Fig. 2 ein Vertikalschnitt durch den Lagerabschnitt der erfindungsgemäßen Pumpe,

Fig. 3 ein Schaubild, das die Druckverteilung einer La­ ger-Schmierflüssigkeit bei der Erfindung zeigt,

Fig. 4 ein Vertikalschnitt des Lagerabschnitts einer Pumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 ein Vertikalschnitt eines Lagerabschnitts einer Pumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 ein Vertikalschnitt eines Lagerabschnitts einer Pumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 7 ein Vertikalschnitt eines Lagerabschnitts einer Pumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 eine Vertikalschnitt eines Lagerabschnitts einer Pumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 9 ein Vertikalschnitt eines Lagerabschnitts einer Pumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Im folgenden wird eine Pumpe beschrieben, bei welcher die Lagerung aus Keramikmaterial hergestellt ist, wobei aber auch andere Materialien verwendet werden können. Fig. 1 zeigt eine Lagervorrichtung und die umgebenden Bereiche einer Pumpe gemäß der Erfindung. Die Pumpe weist ein Pumpengehäuse 2 auf, eine Keramik-Lagervorrichtung 1, die am Pumpengehäuse 2 ange­ bracht ist, und ein Schaufelrad 4, das fest an einer rotie­ renden Welle 3 angebracht ist. Das Schaufelrad 4 ist hängend mittels der Keramik-Lagervorrichtung 1 gelagert. Wie oben er­ wähnt, wird bei einer Pumpe mit vertikaler Welle der last­ freie Betrieb an der Luft durchgeführt, wobei trotz der Drehung der rotierenden Welle 3 kein Wasser gepumpt wird. Fig. 2 stellt einen wesentlichen Abschnitt der Keramik-Lagervorrich­ tung 1 dar. Pfeile in der Zeichnung bezeichnen die Richtung des Umlaufs des Schmierwassers während der Drehung der rotie­ renden Welle 3. Die Keramik-Lagervorrichtung 1 umfaßt die ro­ tierende Welle 3, eine Hülse 5, die aus einer gesinterten Hartlegierung hergestellt oder mit dieser beschichtet ist, die an der rotierenden Welle 3 angebracht ist, ein Keramikla­ ger 6 zum gleitenden Abstützen der Hülse 5, einen Lagerhalter 7, in dem die Keramiklagerung 6 gehalten wird, und ein Lager­ gehäuse 9, das elastisch mit dem Lagerhalter 7 durch federn­ des Material 8 verbunden ist. Die keramische Lagervorrichtung 1 umfaßt auch einen Wasservorratstank 10, der an der äußeren Umfangsseite der rotierenden Welle 3 so vorgesehen ist, daß er die untere Endfläche des Lagergehäuses 9 und dessen äußere Umfangsseite umgibt. Hierbei wird für den Wasservorratstank 10 ein oberer Abschnitt des Schaufelrads 4 benutzt, der fest an der rotierenden Welle 3 so angebracht ist, daß er sich ge­ meinsam mit der rotierenden Welle dreht. Das Schmierwasser wird vorher in den Wasservorratstank 10 nach Fertigstellung der Einstellung und Montage der Pumpe eingefüllt. Wenn die Pumpe betrieben wird, wird das Wasser automatisch in den Was­ servorratstank durch Nachpumpen des Wassers eingespeist, so daß der Tank stets mit Wasser gefüllt ist. Die rotierende Welle ist in der keramischen Lagerung dann in einem solchen Zustand, daß die keramische Lagerung stets in das Schmierwas­ ser eingetaucht ist. Somit kann eine stabile Gleitcharakteri­ stik für einen langen Zeitraum selbst für den Fall erhalten werden, daß ein lastfreier Betrieb an der Luft stattfindet, bei dem kein Wasser gepumpt wird. Ein solcher Aufbau der Pumpe macht es unnötig, Schmierwasser von der Außenseite der Pumpe her nachzuführen. Weiterhin wird kein Rohrsystem zum Nachführen des Wassers benötigt und damit ist auch keine War­ tung des Rohrsystems erforderlich. Da ferner der Wasservor­ ratstank an der rotierenden Welle befestigt ist, werden Fremdkörper, die mit dem Regenwasser in den Wasservorratstank gelangen, mit dem Regenwasser infolge der Drehung der rotie­ renden Welle vermischt und durch neu herangepumptes Schmier­ wasser ersetzt. Auf diese Weise werden die Fremdkörper nicht im Wasserspeichertank angesammelt. Weiterhin schwanken Niveau und Menge des Schmierwassers kaum und der Wasserspiegel an der Lager-Gleitfläche ist konstant, so daß die Lager-Gleit­ fläche hinlänglich geschmiert wird. Dementsprechend steigt die Temperatur des Lagers nicht an, weshalb eine hohe Zuver­ lässigkeit der keramischen Lagerung erreicht wird.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist weiterhin eine Rühreinrichtung, die unten beschrieben wird, vorgesehen, um die Fremdkörper im Wasser zwangsweise durch eine Kombination von rotierender Strömung des Wasser im Vorratstank und umlau­ fender Strömung des Wassers in der radialen Richtung zu ver­ mischen. Es ist auch eine Einrichtung 15a zum Ermitteln des Wasserspiegels vorgesehen, um zu ermitteln, ob Schmierwasser im Wasservorratstank vorhanden ist oder nicht. Die Rührein­ richtung umfaßt eine ortsfeste Umlenkplatte 11 und ein festes zylindrisches Teil 12, gegenüber einem unteren Oberflächen­ teil 10a bzw. einem äußeren Umfangsteil 10b des Wasservor­ ratstanks 10, die zur Drehung vorgesehen sind. Die Umlenk­ platte 11 und das feste zylindrische Teil 12 werden durch ei­ ne Anzahl von Rippen 13 gehalten, die an der äußeren Umfang­ fläche des Lagergehäuses 9 angebracht sind. Es sind weiterhin Öffnungsabschnitte 14a und 14b zwischen dem Lagergehäuse 9 und der Umlenkplatte 11 bzw. zwischen der Umlenkplatte 11 und dem festen zylindrischen Teil 12 vorgesehen, durch die das Schmierwasser umläuft. Die Rühreinrichtung bewirkt die Vermi­ schung der Fremdkörper und ermöglicht auch, die Oberfläche des Schmierwassers, das im Wasservorratstank enthalten ist, während der Drehung der rotierenden Welle in einem horizonta­ len Zustand zu halten. Als Ergebnis schwankt der Spiegel des Schmierwassers kaum und der Wasserspiegel an der Lagergleit­ fläche bleibt konstant. Demzufolge wird die Lagergleitfläche zuverlässig geschmiert und die Lagertemperatur wird nicht er­ höht, was eine keramische Lagervorrichtung mit einer hohen Zuverlässigkeit ermöglicht.

Im folgenden wird die Funktion der Rühreinrichtung er­ läutert. Die Anordnung der Umlenkplatte 11 bewirkt eine Dreh­ bewegung des Schmierwassers im unteren Abschnitt des Wasser­ vorratstanks und zwar infolge der Viskosität des Wassers. Das Wasser strömt rotierend zwischen dem Wasservorratstank 10 und der Umlenkplatte 11 wegen der Fliehkraft. Das Wasser läuft oberhalb und unterhalb der Umlenkplatte 11 regelmäßig um, so daß Fremdkörper vorteilhafterweise umgerührt und in das Was­ ser ohne Niederschlag eingemischt werden.

In einer Lagervorrichtung ohne die Umlenkplatte 11, ohne das feste zylindrische Teil 12 und ohne die Rippen 13, be­ ginnt das Schmierwasser 15 an einem Abschnitt zu rotieren, der in Berührung mit dem Wasservorratstank 10 steht, wenn sich der Tank 10 dreht, wobei sich dadurch das gesamte Schmierwasser dreht. Der Wasserspiegel zeigt eine paraboli­ sche Form, so daß er sich von dem Abschnitt der keramischen Lagergleitfläche entfernt.

Wenn die Umlenkplatte 11 vorgesehen ist, wird dem Schmierwasser, das in Berührung mit dem unteren Abschnitt des Wasservorratstanks 10 steht, infolge der Viskosität eine Drehkraft aufgeprägt. Das Wasser zwischen dem Wasservor­ ratstank 10 und der Umlenkplatte 11 dreht sich wegen der Fliehkraft und es wird vom Öffnungsabschnitt 14b aufgenommen, der an der äußeren Umfangsseite des Lagergehäuses vorgesehen ist. Gleichzeitig wird das Wasser, das zur äußeren Umfangs­ wand des Tanks infolge der Fliehkraft strömt, ständig ergänzt durch das Wasser, das von dem Öffnungsabschnitt 14c her strömt, der an der inneren Umfangsseite des Lagergehäuses 9 vorgesehen ist, so daß das Wasser oberhalb und unterhalb der Umlenkplatte 11 regelmäßig umläuft und der statische Druck des Wassers im wesentlichen bei einem konstanten Wert gehal­ ten wird. Das heißt, das Wasser unter der Umlenkplatte 11 wird zur inneren Umfangswand des Wasservorratstanks 10 be­ wegt, um durch die Öffnungsabschnitt 14a und 14b zum Ab­ schnitt unterhalb der Umlenkplatte 11 zu strömen. Es wurde aus Versuchsergebnissen deutlich, daß der statische Druck oberhalb und unterhalb der Umlenkplatte 11 sich auf den im wesentlichen gleichen Pegel verteilt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die Linie C bezeichnet die Verteilung des statischen Drucks, wenn die Umlenkplatte vorgesehen ist, und diese Ver­ teilung ist bemerkenswert stabil, verglichen mit der Vertei­ lung des statischen Drucks, wenn die Umlenkplatte nicht vor­ gesehen ist, wie die Linie D in Fig. 3 zeigt. Die Markierungen x stellen Meßpunkte dar. V, W, X und Y stellen Lagen an der inneren Seite der Umlenkplatte, an der äußeren Seite der Umlenkplatte, an der äußeren Seite des festen zylindrischen Teils und an der inneren Seite des Wasservorratstanks dar. Die Linie E zeigt die Verteilung des statischen Drucks zwischen der äußeren Seite des festen zylindrischen Teils und der inneren Seite des Wasservorratstanks. Um den Einfluß des Wassers, das nach der Berührung mit der inneren Umfangswand des Wasservorratstanks rotiert, auf ein Mindestmaß zu verrin­ gern, ist das feste zylindrische Teil 12 vorgesehen. Das Was­ ser kann nämlich innerhalb des festen zylindrischen Teils 12 überhaupt nicht rotieren und seine Oberfläche wird infolge der Funktion der Umlenkplatte 11 insgesamt horizontal gehal­ ten, so daß das Wasser stabil der Lager-Gleitfläche Zuge führt wird. Obwohl die Wasserfläche zwischen dem festen zylindri­ schen Teil 12 und dem rotierenden Wasservorratstank 10 infol­ ge der Drehung eine parabolische Form aufweist, kann der Hö­ henunterschied zwischen dem inneren und äußeren Abschnitt der Wasseroberfläche dadurch auf ein Mindestmaß reduziert werden, wenn man den Abstand zwischen dem festen zylindrischen Teil 12 und dem Wasservorratstank 10 verringert.

Wie oben erwähnt, kann gemäß der Erfindung eine kerami­ sche Lagervorrichtung mit einer hohen Zuverlässigkeit erhal­ ten werden, bei der Wasser nicht von außerhalb der Pumpe zu­ geführt werden muß.

Gemäß der Erfindung und im Unterschied zum ölimprägnier­ ten keramischen Lager oder zu der Lagervorrichtung nach der Methode, bei welcher Wasser von außerhalb der Pumpe zugeführt wird, ist die Lageroberfläche stets in das Schmierwasser ein­ getaucht und ein ausreichender Wasserfilm liegt auf der La­ ger-Gleitfläche vor. Dementsprechend wird selbst dann, wenn eine Stoßlast am Pumpenrad beim Beginn des Pumpens von Wasser aufgebracht wird, eine große Reaktionskraft infolge der Quetschfunktion erzeugt, so daß das keramische Lager und die Hülse kaum miteinander in Berührung gelangen und Beschädigun­ gen verhindert werden. Selbst wenn das gepumpte Wasser rasch in die Pumpe unmittelbar nach dem Beginn des Vorgangs, Wasser zu pumpen, hineinströmt, trifft das gepumpte Wasser auf das Schmierwasser im Wasservorratstank, so daß die Geschwindig­ keit des gepumpten Wassers, das in den Wasservorratstank strömt, abgemildert ist. Als Ergebnis strömen die meisten Fremdstoffe, die zusammen mit dem gepumpten Wasser eintreten, in der Pumpe nach oben, ohne in den Wasservorratstank zu ge­ langen. Die Erfindung verhindert so wirksam den Eintritt von Fremdkörpern. Wenn andererseits der Pumpvorgang beendet ist und die Pumpe angehalten wird, dann verbleiben Sand- und Bo­ denpartikel, die im gepumpten Wasser enthalten sind, auf der Lager-Gleitfläche und trocknen an. Weil es schwierig ist, Sand- und Bodenpartikel an der Lager-Gleitfläche in einem ölimprägnierten Keramiklager oder einer Lagervorrichtung nach der Methode, bei welcher das Wasser von außerhalb ohne den Wasservorratstank zugeführt wird, vollständig zu entfernen, können das keramische Lager und die Hülse von den Sand- und Bodenpartikel während des lastfreien Betriebs an der Luft be­ schädigt werden. Gemäß der Erfindung aber, bei welcher der Wasservorratstank vorgesehen ist, wird jedoch die Lager- Gleitfläche vom Schmierwasser gewaschen und Sand- und Boden­ partikel werden zur inneren Umfangswand des Wasservor­ ratstanks infolge der Fliehkraft abgeleitet, so daß sie von der Lager-Gleitfläche entfernt werden. Deshalb wird die La­ gercharakteristik stabil für einen langen Zeitraum erfüllt, weil das keramische Lager und die Hülse kaum von den Sand- und Bodenpartikeln beschädigt werden.

Ein anderes Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt einen Aufbau, der im wesentlichen derselbe ist, wie jener in Fig. 2. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zum Zweck, wirksam den Zutritt von Fremdkörpern in den Wasservorratstanks zu verhindern, wenn gepumptes Wasser in den Wasservorratstank strömt, Dichtungsstücke 16a, 16b zum Verhindern des Zutritts von Fremdkörpern zusätzlich an der Außenseite des äußeren Umfangsteils des Vorratstanks vorgese­ hen. Es ist überflüssig zu erwähnen, daß die obige Anordnung gleichartige Wirkungen und Funktionen liefert wie jene des ersten Ausführungsbeispiels.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das in Fig. 5 darge­ stellt ist, weist im wesentlichen denselben Aufbau wie jenen der Fig. 2 auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Platte 17 zum Verhindern des Austritts des Schmierwassers aus dem Wasservorratstank 10 an einem oberen Abschnitt des äußeren Umfangsteils 10b des Wasservorratstanks ange­ bracht. Bei einem solchen Aufbau kann die Menge des Schmier­ wassers, das vom Wasservorratstank 10 abgegeben wird, verrin­ gert werden, was es ermöglicht, einen Umlauf des Wassers mit hoher Geschwindigkeit zu erreichen. Ferner werden die im ge­ pumpten Wasser enthaltenen Fremdkörper zur Außenseite des Wasservorratstanks hin durch die Fliehkraft abgegeben, die auf die obere Oberfläche den Austritt verhindernden Platte einwirkt. Deshalb gelangen kaum Fremdkörper in den Wasservor­ ratstank.

Eine Anordnung eines weiteren Ausführungsbeispiels, das in Fig. 6 gezeigt ist, ist insgesamt gleichartig zu dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungs­ beispiel ist der Lagerhalter 7 mit einer Anzahl von Durch­ gangslöchern 18 versehen, und das äußere Umfangsteil 10b des Wasservorratstanks 10 ist an seiner äußeren Seite mit einer Fliehkraft-Abgabeeinrichtung 19 versehen. Bei einem solchen Aufbau strömt das Wasser während des Pumpens des Wassers in die Pumpe von oben ein durch die Anzahl der Durchgangslöcher 18, die im Lagerhalter 7 vorgesehen sind. Gleichzeitig wird das Wasser zwangsweise aus dem Wasservorratstank mittels der Fliehkraft-Abgabeeinrichtung 19 nach außen gedrückt, die an der äußeren Seite des unteren Umfangsteils 10b des Wasservor­ ratstanks 10 vorgesehen ist. Als Ergebnis wird das Schmier­ wasser im Wasservorratstank ständig zuverlässig während des Pumpvorgangs erneuert. Da ferner das Wasser, das Sand- und Bodenpartikel enthält, kaum über die Lager-Gleitfläche hin­ wegläuft, wenn man das Schmierwasser erneuert, wird die Be­ schädigung der Lagerung und der Hülse durch die Sand- und Bo­ denpartikel verhindert, so daß eine stabile Lagerfunktion für einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann. Zusätz­ lich ist eine Dichtungsfunktion der Fliehkraft-Abgabeeinrich­ tung zu erwarten.

Der Aufbau eines anderen Ausführungsbeispiels, das in Fig. 7 gezeigt ist, ist im wesentlichen derselbe wie jener der Fig. 2. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Umfangsnut 20 an der Innenseite des äußeren Umfangsteils 10b des Wasservorratstanks 10 ausgebildet, ein Steigrohr 21, das an der äußeren Umfangsseite des Lagergehäuses befestigt ist, ist in die Nut angepaßt, eine Einrichtung 22 zum Trennen von Sand- und Bodenpartikeln vom Wasser ist in der Nähe des Aus­ lasses des Steigrohrs 21 vorgesehen, und eine Anzahl von Lö­ chern 23 zum Abgeben der Sand- und Bodenpartikel ist in der Nachbarschaft des äußeren Umfangs des Lagergehäuses vorgese­ hen. In diesem Fall wird ein Sieb als Abtrenneinrichtung 22 benutzt. Bei einem solchen Aufbau werden, wenn sich der Was­ servorratstank dreht, die im Schmierwasser enthaltenen Sand- und Bodenpartikel im Inneren der Umfangsnut 20 gesammelt. Das die Sand- und Bodenpartikel enthaltende Schmierwasser, das angesammelt wurde, strömt infolge einer Druckdifferenz nach oben durch das Steigrohr 21 und fällt an der oberen Oberflä­ che des Siebes so nach unten, daß die Sand- und Bodenpartikel vom Wasser abgetrennt werden. Nachfolgend gelangen die Sand- und Bodenpartikel, die auf der oberen Oberfläche des Siebes verbleiben, über das Sieb zum äußeren Umfang des Lagergehäu­ ses, so daß sie sich in einer Anzahl von Löchern ansammeln. Die Sand- und Bodenpartikel fallen von den Abgabelöchern 23 aus nach unten und werden dann nach außen in radialer Rich­ tung der Pumpe durch die Fliehkraft des Wasservorratstanks abgegeben. Das Schmierwasser strömt dabei nach unten durch das Sieb, um zum Wasservorratstank zurückzugelangen. Bei ei­ nem solchen Aufbau können die meisten der Sand- und Bodenpar­ tikel im Wasservorratstank entfernt werden, so daß eine Be­ schädigung der Lagerung infolge von Sanderosion im Inneren des Vorratstanks verhindert werden kann. Dieses Ausführungs­ beispiel ist auch dann wirksam, wenn Schmierwasser verdampft bzw. verdunstet und die Menge des Wassers sich so vermindert, da die Menge des Schmierwassers ausreichend groß ist.

Ein anderes Ausführungsbeispiel, das in Fig. 8 gezeigt ist, unterscheidet sich dadurch, daß der obere Abschnitt des Pumpenrades als Wasservorratstank benutzt wird. Ein Wassertank 24 ist unmittelbar an der rotierenden Welle befestigt, ein Abschleuderelement 25 ist an der rotierenden Welle in der Nähe des oberen Endes der Hülse vorgesehen, ein Deckel 26 ist an der inneren Umfangsseite des Pumpengehäuses angebracht, und eine Anzahl von Löchern 23 zur Abgabe von Sand- und Bo­ denpartikeln ist in der Nähe des äußeren Umfangabschnitts des Pumpengehäuses vorgesehen. Es erübrigt sich zu erwähnen, daß eine solche Anordnung Funktionen und Wirkungen gleichartig dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 liefert.

Es kann jedoch noch die folgende Wirkung durch dieses Ausführungsbeispiel erzielt werden. Selbst wenn die Sand- und Bodenpartikel in den Spalt zwischen dem Abschleuderelement 25 und der Abdeckung 26 eintreten, werden sie infolge der Flieh­ kraft des Abschleuderelements 25 ausgeschieden, das an der rotierenden Welle oberhalb des oberen Endes der Hülse fest angebracht ist. Die ausgeschiedenen Sand- und Bodenpartikel sammeln sich an der Außenseite der Abdeckung an und fallen allmählich auf eine obere Fläche 27 eines Flanschabschnitts des Wassertanks nieder, der unmittelbar mit der rotierenden Welle verbunden ist, und zwar durch die Anzahl von Löchern 23 zur Abgabe der Sand- und Bodenpartikel, die in der Nähe des äußeren Umfangabschnitts des Lagergehäuses vorgesehen sind. Danach werden die Sand- und Bodenpartikel infolge der Flieh­ kraft nach außen abgeleitet und entfernt. Weil die Sand- und Bodenpartikel am Eintritt in den Wasservorratstank gehindert werden, kann auf diese Weise die Menge an Sand- und Bodenpar­ tikeln im Inneren des Wasservorratstanks auf ein Mindestmaß verringert, und so die Beschädigung infolge von Sanderosion im Innern des Wasservorratstanks verhindert werden.

Der Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels, das in Fig. 9 dargestellt ist, ist im wesentlichen gleichartig jenem des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2. Im dargestellten Aus­ führungsbeispiel ist ein unterer Endabschnitt 28 der Hülse passend auf einen äußeren Umfang eines Nabenwulstes 29 des Schaufelrades aufgesetzt, und die Hülse ist so ausgebildet, daß sie einen äußeren Durchmesser aufweist, der größer ist als der des Nabenwulstes 29. Erkennbar liefert dieser Aufbau Funktionen und Wirkungen gleichartig dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2. Ferner hat dieses Ausführungsbeispiel auch noch die folgende Wirkung: weil der Außendurchmesser der Hülse vergrößert ist, wird die Umfanggeschwindigkeit der gleitenden Oberfläche größer. Als Ergebnis wird bevorzugt ein Wasserfilm an der Gleitoberfläche gebildet, so daß der Lastwiderstand verbessert ist. Außerdem kann die Höhe des äußeren Umfangs­ teils des Wasservorratstanks in dem Ausmaß verringert werden, der der Länge der Überdeckung von Hülse und Nabenvorsprung der Schaufel bzw. des Schaufelrades entspricht. Deshalb ist die vertikale Länge der Lagervorrichtung vermindert, wodurch der Aufbau der Pumpe zusammengedrängt wird.

In jedem der obigen Ausführungsbeispiele werden kerami­ sche Materialien für die Lager verwendet. Es soll aber darauf hingewiesen werden, daß gleichartige Funktionen und Wirkungen auch dadurch erreicht werden können, daß man hochhartes Mate­ rial, wie eine gesinterte Hartlegierung oder dergleichen, für das Lager benutzt, sowie ein mit hochhartem Material be­ schichtetes Teil für die Gleitfläche.

Wie oben erwähnt, nimmt gemäß der Erfindung der drehbare Wasservorratstank in seinem Inneren das Lager auf. Der Tank umfaßt Öffnungsabschnitte, die in Verbindung mit dem Durchlaß für gepumptes Wasser stehen. Der Tank ist im Inneren des Durchlasses für gepumptes Wasser der Pumpe mit vertikaler Welle untergebracht. Hierdurch wird Schmierwasser, das wäh­ rend des Pumpbetriebes zugeführt wird, ständig im Wasservor­ ratstank zurückgehalten. Beim Vorab-Bereitschaftsbetrieb wird das Lager so ausreichend durch das Schmierwasser geschmiert. Es ist nicht erforderlich, das Schmierwasser von außerhalb der Pumpe nachzuführen oder eine Vorrichtung vorzusehen, um das Schmierwasser von außerhalb der Pumpe zuzuführen, wie beim Stand der Technik. Weil der Tank für das Schmierwasser rotiert, werden Fremdkörper, wie etwa Sand- und Bodenparti­ kel, die in den Schmierwassertank eingedrungen sind, zur Au­ ßenseite des Schmierwassertanks infolge der Fliehkraft und der Rührwirkung nach außen geleitet. Als Ergebnis sammeln sich keine Fremdkörper im Schmierwassertank an, sondern die Menge des Wassers im Schmierwassertank kann stets bei einem konstanten Wert gehalten werden. Deshalb wird gemäß der Er­ findung eine Pumpe erhalten, die den Vorab-Bereitschaftsbe­ trieb stabil und wiederholt für einen langen Zeitraum durch­ führen kann, ohne daß Wasser von außerhalb der Pumpe nachge­ führt werden muß.

Claims (8)

1. Wasserpumpe mit einer vertikalen Welle (3), einem von einem Pumpengehäuse (2) gebildeten Wasserströmungskanal, in dem eine an der Welle (3) angebrachtes Schaufelrad (4) ange­ ordnet ist, einer innerhalb des Wasserströmungskanals ange­ ordneten, am Pumpengehäuse (2) angebrachten Lagervorrichtung (1), die ein Lager (6) für die Welle (3) aufweist, und einem rund um das Lager (6) angeordneten Schmierwassertank (10), der das Lager (6) mit Wasser zur Schmierung versorgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierwassertank (10) mit der Welle (3) rotiert und in seinem oberen Bereich einen Öffnungsabschnitt aufweist, der mit dem Wasserströmungskanal in Verbindung steht, und daß eine Umlenkplatte (11) vorgesehen ist, die fest mit der Lagervorrichtung (1) verbunden ist und sich horizontal im Schmierwassertank (10) erstreckt.

2. Wasserpumpe gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrisches Element (12) fest mit der Lagervorrich­ tung (1) verbunden und konzentrisch zum Lager (6) angeordnet ist und sich vertikal im Schmierwassertank (10) erstreckt.

3. Wasserpumpe gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkplatte (11) und das zylindrische Element (12) durch Rippen (13) außen an einem Lagergehäuse (9) der Lager­ vorrichtung (1) befestigt sind.

4. Wasserpumpe gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungsabschnitte (14a-c) zwischen dem Lagergehäuse (9) und der Umlenkplatte (11), zwischen der Umlenkplatte (11) und dem zylindrischen Element (12) und zwischen der Umlenkplatte (11) und dem Lager (6) vorgesehen sind.

5. Wasserpumpe gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Boden (10a) des Schmierwasser­ tanks (10) schräg nach oben auf dessen Umfangswandung (10b) zuläuft.

6. Wasserpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Dichtungselemente (16a, 16b) im Öffnungs­ abschnitt des Schmierwassertanks (10), der mit dem Wasser­ strömungskanal in Verbindung steht, vorgesehen sind.

7. Wasserpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Platte (17) zum Verhindern des Aus­ tritts von Schmierwasser im oberen Bereich des Schmierwasser­ tanks (10) an seiner Umfangswandung (10b) angebracht ist.

8. Wasserpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Umfangswandung (10b) des Schmier­ wassertanks (10) eine Umfangsnut (20) ausgebildet ist, ein Steigrohr (21) in die Nut eingepaßt ist und eine Einrichtung (22) zum Trennen von Fremdkörpern aus dem Schmierwasser in der Nähe des Auslasses des Steigrohrs (21) vorgesehen ist.