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blit einem die Abdichtung der Welle bewirkenden Kreiselrad versehene
mehrstufige Kreiselpumpe Es sind selbstansaugende Kreiselpumpen bekannt, die an
der Saugseite .eine Heberleitung sowie einen Saugbehälter besitzen, der mit dem
Druckraum zur Einführung von Nebenschlußwasser verbunden ist und Belüftungsvorrichtungen
besitzt, um das Abreißen der Heberleitung zu erreichen.
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Weiter ist es bekannt, bei mehrstufigen Kreiselpumpen die Räder zum
Zwecke des AYialschubausgleichs in verschiedenen Richtungen auf der gemeinsamen
Welle arbeiten zu lassen. Für eine dauernd gleichmäßige Pumpenleistung ist es aber
von Bedeutung, daß an der Saugseite ein absolut dichter Verschluß gegen außen herrsche,
der, wie bekannt, durch Stopfbüchsen schwer erzielt werden kann.
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Vorliegende Erfindung betrifft nun eine mehrstufige Kreiselpumpe,
die ohne Stopfbüchse arbeitet, aber an der Saugseite einen dichten Abschluß besitzt
und gleichzeitig selbstansaugend wirken kann. Dies wird dadurch möglich, daß an
der Saugseite der Pumpe eine aus Rad und Gegenrad bestehende Stufe eingebaut ist,
die zwischen dem Saugraum und einem von diesem abgeteilten, aber mit ihm kommunizierenden
Raum liegt. Die Gegenstufe drückt das angesaugte Wasser gegen die übliche Arbeitsstufe,
so daß durch diesen Wasserdruck, der den Pumpendruck vom Lager abhält, ein vollkommener
Verschluß der Saugseite gegen das Pumpeninnere bewirkt wird.
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Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist
in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen: Abb. i einen Längsschnitt durch die
Pumpe, Abb. a eine Seitenansicht derselben.
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An der Saugseite fehlt die Stopfbüchse, und zum dichten Abschluß dient
ein Doppelrad I', welches einerseits vom Saugraumg und andererseits von einem mit
dem Saugraum kommunizierenden, aber von diesem abgeteilten Raum g' eingeschlossen
ist.
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Der Saugraum g besitzt an höchster Stelle die öffnung h, um ein Leerlaufen
des Saugraumes beim Anhalten der Pumpe zu verhindern. Weiter ist der Saugraum g
von der Saugleitung S, die an höchster Stelle des Saugraumes eintritt, durch ein
SaugventilA abgeschlossen. Dieses Saugventil hat dieselbe Bestimmung wie das Saugventil
einer Kolbenpumpe, da das Ansaugen auch absatzweise erfolgt. Ist ein Teil der Luft
aus der Saugleitung S entfernt, so wiederholt sich der Vorgang des Ansaugens. Zunächst
wirkt zum Zwecke des Ansaugens die Pumpe in die Steigleitung, worauf durch öffnen
des Ventils I_ der Raum,- wieder gefüllt wird, und dieses Füllen und Leeren des
Saugraumes g geschieht beliebig oft. bis die Leitung S so luftleer -cpumpt ist,
daß das Wasser selbsttätig
nachsteigen und die Pttmpe in Vollarbeit
gesetzt werden kann.
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Bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform ist die erste Pumpenstufe
doppelt ausgebildet und besteht aus den Laufrädern I und I'. Der Flüssigkeitsstrom
teilt sich in dem Saugraum g nach beiden Seiten zu den Rädern I und I'. Aus dem
Rad 1' gelangt der Flüssigkeitsstrom zur zweiten Stufe 1I durch den Verbindungskanal
IH, -und von der zweiten Stufe gelangt die Flüssigkeit in üblicher Weise
zur dritten Stufe, usw. Die beiden Stufen I' und I fördern zusammen so viel Wasser,
als die folgende Pumpen-' stufe II benötigt.
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Das Rad I' besteht aus zwei Einzelrädern b, b', und zwar arbeiten
diese beiden Räder bezüglich des Achsdruckes gegeneinander. In dem Saugraum, in
welchem das erste Rad arbeitet, entsteht ein durch Druck und Gegendruck erzieltes
Gleichgewicht, durch das verhindert wird, daß Druckwasser in Richtung nach dem auf
der Saugseite liegenden Lager wirken kann. Die Abdichtung ist eine hydrodynamische,
indem sich an der Peripherie des Rades I' ein der ersten Stufe entsprechender Druck
einstellen wird; aber nach der Saugseite wird keine Flüssigkeit durchdringen können.
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Der Räum g' an der Saugseite bleibt während der Wirkung der Pumpe
frei von Flüssigkeit. Während des Stillstandes wird er sich ebenso wie der andere
Teil des Saugraumes ä mit Flüssigkeit bis zu der Höhe des Wasserstandes im Pumpengehäuse
füllen. Bei durchgehender Anordnung der Welle muß diese während des Stillstandes
gegen die kleine Wassersäule im Pumpengehäuse abgedichtet werden, zu welchem Zwecke
eine Manschette angebracht ist, die praktisch keinem Druck standzuhalten hat und
nur für die Wirkung während des Stillstandes bestimmt ist.
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Während des Arbeitens der Pumpe wird der Raum g' durch das Gegenrad
b' entleert und bleibt mit Luft gefüllt. Auf diese Weise ist die Pumpe vollständig
gegen den Saugunterdruck abgedichtet. Bei Stillegen füllt sich der Raum b' mit Flüssigkeit.
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Die beiden Hälften des Rades I' erzeugen denselben Druck nur beim
Anlaufen der Pumpe; während des Betriebes übertrifft der Druck, der durch die äußere
Hälfteb' des Rades I' erzeugt wird, denjenigen der inneren Hälfte b. Durch diesen
Umstand bedingt, kann die Flüssigkeit nie nach dem Raume g' gelangen.
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Die linke Hälfte b' des Rades 1' läuft also in Luft, bzw. die Flüssigkeit
in den Kanälen des Laufrades bleibt stehen, was für den mechanischen Wirkungsgrad
sehr vorteilhaft ist. Für die Erhöhung des hydraulischen Wirkungsgrades ist der
Fortfall der Stopfbüchse von großem Wert.
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Beim Anlaufen ist das Pumpengehäuse voll von Flüssigkeit, da es nicht
leerlaufen kann. Das Ventil L ist geschlossen. Sobald die Pumpe angelassen ist,
öffnet sich das Saugventil A, und die Flüssigkeit strömt aus dem Pumpengehäuse o,
nach dem Druckraum über, eine Luftverdünnung in dem Pumpengehäuse g erzeugend. Die
Flüssigkeit wird so lange aus dem Gehäuse nach dem Druckraum strömen, bis das ganze
Gehäuse entleert ist. Die überströmende Flüssigkeit wirkt wie ein Wasserkolben.
Von dem Augenblicke der Entleerung des Gehäuses laufen die ersten Stufen in Luft.
Der größte Teil des Saugvolumens ist aus dem Saugraum entfernt. Der erste Absatz
des Ansaugens ist damit beendet. Um die restliche Luft zu entfernen, wird der Vorgang
des Ansaugens auf folgende Weise wiederholt: Ohne die Pumpe stillzulegen, wird das
Ventil L aufgemacht und so lange offen gehalten, bis das Pumpengehäuse g sich voll
mit Flüssigkeit gefüllt hat. Das Pumpengehäuse ä füllt sich mit Flüssigkeit aus
dem Druckrohr, die angesaugte Luft nach dem Druckrohr verdrängend. Nachdem das Gehäuse
sich mit Flüssigkeit gefüllt hat, wird das Ventil L geschlossen, und der Vorgang
des Ansaugens wiederholt sich. Das Flüssigkeitsvolumen im Pumpengehäuse tritt wieder
wie ein Wasserkolben in Tätigkeit und saugt die restliche Luft aus der Saugleitung
heraus.
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Ein Fußventil wird nicht erforderlich. Die Baulänge der Pumpe ist
kleiner oder gleich, nicht aber größer wie die der üblichen Stopfbüchsenpumpen.
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Um das Öffnen des Ventils L von Hand zu vermeiden, kann es selbsttätig
mittels eines Schwimmers gesteuert werden.
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Die Anwendung der Erfindung auf vertikale Anordnung der Pumpe ist
.ohne weiteres möglich. Bei vertikaler Anordnung umgibt der Saugraum das Gehäuse
der Pumpe.
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Auch Zentrifugalpumpen mit vertikaler Welle lassen sich beliebig mehrstufig
durch einfaches übereinanderstellen einstufiger Pumpenanordnungen herstellen, ohne
das Prinzip der Erfindung zu ,ändern. Hierbei kann das unterste Rad geteilt sein,
um einen Austritt von Flüssigkeit ohne Anwendung von Dichtungsmitteln zu hindern.
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Zur Vermeidung von Stopfbüchsen, auch an der Druckseite, muß das Druckrohr
in die Mitte gelegt werden; die Saugseiten befinden sich dann an den beiden Enden.