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Kreiselpumpe mit Vorrichtung zum Absaugen der Luft aus der Ansaugeleitung
Die bisher bekannten Ausführungen selbstansaugender Pumpen arbeiteten meist nach
dem Prinzip der W asserringpumpen. Durch einen exzentrisch zum Laufrad rotierenden
Wasserring wird die Luft verdrängt und durch einen besonderen Kanal in die Atmosphäre
befördert. Dadurch entstehen bei Wasserförderung neben den Verlusten, die durch
das dauernde Umwälzen des Wasserringes hervorgerufen werden, noch zusätzliche Verluste
durch Verlustwasser, da durch den Luftkanal jetzt ein Teil des Förderwassers in
die Atmosphäre verdrängt wird.
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In der vorliegenden Erfindung ist zur Schaffung selbstansaugender
Kreiselpumpen ein völlig neuer Weg beschritten. Zugrunde liegt ihr die Überlegung,
daß ein luftleerer Raum entsteht, wenn man eine mit Wasser gefüllte Zelle entleert.
Vermittels des so geschaffenen luftleeren Raumes ist man imstande, Luft anzusaugen.
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Die Verwirklichung dieses Prinzips soll an Hand eines konstruktiven
Ausführungsbeispiels besprochen werden. Fig. I und 1I zeigt zwei zusammengehörige
Schnitte einer selbstansaugenden Pumpe, Fig. III die Verwendung einer solchen in
einer mehrstufigen Kreiselpumpe und Fig. IV einen Schnitt wie Fig. I, nur in etwas
veränderter Ausführungsform.
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Aus dem Saugstutzen i tritt zunächst die Flüssigkeit durch die Saugschlitze
2 in das Laufrad 3 ein und wird in den Druckstutzen ,4 befördert. Dann beginnt die
Luftabsaugeperiode. Von den Druckstutzen fließt das Wasser durch die Kammer 5 und
die Schlitze 6 in das Laufrad 3 zurück und. füllt z. B. eine Laufradzelle 7 bis
zum Steuerring an. Bei Weiterdrehung des Laufrades 3 kommt die Zelle 7 vor den Steuerschlitz
9 und gießt in eine der äußeren Laufradzellen io aus. Durch das Hinausschleudern
des Wassers entsteht in der Zelle 7 ein sehr großer Unterdruck, der bis zum absoluten
Vakuum gesteigert werden kann. Führt man jetzt die nahezu luftleere Zelle 7 an einem
der Saugschlitze 2 vorbei, so findet ein Druckausgleich zwischen Saugstutzen und
Zelle statt, d. h. es wird Luft aus dem Saugstutzen i abgesaugt.
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Während die äußere mit Wasser gefüllte Zelle i o durch den Leitkanal
i z das Wasser in das Gehäuse 12 fördert, kommt die mit Luft gefüllte innere Zelle
7 vor einen der Schlitze 6, durch den in sie aus der Kammer 5 Wasser eintritt. Dadurch
wird zunächst die Luft an der Nabe komprimiert. Durch das aus dem Druckstutzen .4
in die Kammer 5 zurückfallende Wasser entstehen Wirbelungen und Hohlräume, die naturgemäß
an den Schlitzen 6 besonders stark sind und die dort komprimierte Luft gleichsam
absaugen. Ist die Luft erst einmal aus dem Laufrad verdrängt, so hat sie genügend
Zeit, in dem Kanal 5 und in dem Druckstutzen emporzusteigen.
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Dieser Vorgang wiederholt sich bei der Drehung des Laufrades an den
beiden Eintrittsschlitzen 2 und 6 vorbei so lange, bis die
Luft
aus dem Saugstutzen i vollständig abgesaugt ist und die Wasserförderung beginnt.
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An Stelle der Luft wird dann durch die Saugschlitze 2 Wasser angesaugt,
so daß sich sowohl in den inneren wie in den äußeren Radzellen Flüssigkeit befindet.
Passieren also jetzt die inneren Zellen 7 die Schlitze 6, so kann kein Wasser aus
der Kammer 5 in diese Zellen nachtreten, weil sie schon gefüllt sind.
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Die hier gezeigte Ausführungsform stellt nur ein Beispiel dar. Je
).lach der Größe der Wasserleistung ist es auch möglich, durch Anordnung mehrerer
Steuerringe die Flüssigkeit radial, wie bei normalen Kreiselpumpen, in das Rad eintreten
zu lassen, so daß in diesem Falle sich die Wirkungsweise dieser Pumpe von einer
gewöhnlichen kaum mehr unterscheidet.
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Eine solche Ausführungsform ist in Fig. IV dargestellt. Um bei normaler
Wasserförderung die Flüssigkeit radial in das Laufrad eintreten zu lassen, ist an
Stelle der seitlich angeordneten Saugschlitze 2 (Fig. II) ein zweiter Steuerring
2o mit Schlitzen 21 angeordnet. Das Wasser tritt jetzt also aus dem Saugstutzen
i durch den Steuerring 2o und Schlitz 2i in das Laufrad 22 ein. Im übrigen ist die
Wirkungsweise dieser Pumpe dieselbe wie die der in Fig. I und II dargestellten.
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In der Fig. III ist beispielsweise der Einbau eines selbstansaugenden
Rades in eine Mehrstufenpumpe dargestellt. Die Ansaugevorrichtung ist hier hinter
der ersten Stufe eingebaut. Sie kann jedoch auch hinter der zweiten, dritten oder
einer sonstigen Stufe sitzen.
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Aus dem Saugraum 13 tritt die Flüssigkeit bzw. Luft durch die erste
Stufe 1q. in die genau wie vorhin beschriebene und wirkende Selbstansaugevorrichtung
15 ein, wobei die Kammer 16 die Verbindung mit dem? Druckstutzen 17 herstellt.
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Ist die Ansaugeperiode vorüber und tritt volle Wasserförderung ein,
dann geht der Hauptteil der Flüssigkeit direkt von der der Absaugevorrichtung vorgeschalteten
Stufe 14 durch die Kanäle 18 in die nachgeschaltete Stufe ig, und nur ein kleiner
Teil wird dauernd durch die Absaugevorrichtung hindurchgefördert. Der Energieverbrauch
der Selbstansaugevorrichtung ist also in dieser Form bei Vollförderung einer Mehrstufenpumpe
prozentual außerordentlich gering und fällt kaum ins Gewicht.
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Um durch den Einbau der Selbstansaugevorrichtung bei Mehrstufenpumpen
die Seitenschubentlastung des Radsystems nicht zu beeinträchtigen, ist das Laufrad
der Selbstansaugevorrichtung auf einer Wellenbuchse selbsttätig verschiebbar angeordnet.
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Der Einbau dieser Selbstansaugevorrichtung in Mehrstufenpumpen gestattet
also, selbstansaugende Mehrstufenpumpen einzurichten, ohne an den in Serienfabrikation
herzustellenden Mehrstufenpumpen selbst irgendwelche Konstruktionsänderungen oder
Änderungen in der laufenden Fabrikation vornehmen zu müssen.