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Selbstansaugende Kreiselpumpe Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe,
bei der die Entlüftungspumpe in Gestalt einer Wasserringpumpe derart mit der Kreiselpumpe
verbunden ist, daß das Hilfsrad auf der Seite des Hauptrades angeordnet ist und
dort als Hilfspumpe selbsttätig so lange wirkt, bis Ansaugstutzen und Hauptrad vollständig
entlüftet sind.
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Bei den bekannten Kreiselpumpen, niit denen ein- und abzuschaltende
Wasserringpumpen zum Zwecke der Entlüftung verbunden sind, kann nur beim Anfahren
Saugleitung und Pumpengehäuse entlüftet werden; es kann also durch die nicht selbsttätige
Wirkung dieser an die Kreiselpumpe angeschlossenen Entlüftungspumpe keine während
des Betriebes ungewollt eingedrungene Luft aus der Pumpe entfernt werden, um die
dadurch entstehende Störung des Betriebes oder gar das Versagen der Pumpe zu verhindern.
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Zum Zwecke der selbsttätigen Wirkung der mit der Kreiselpumpe verbundenen
Wasserringpumpe ist vorgeschlagen worden, das Laufrad der Kreiselringpumpe mit verdickten
Schaufeln auszustatten, die mit seitlich offenen Aussparungen versehen sind. Diese
Aussparungen bilden ein besonderes Kreiselrad, welches beim Umlauf in dem teilweise
mit Wasser gefüllten und mit besonderen Saug-und Drucköffnungen versehenen Spiralgehäuse
nach Art einer Wasserringpumpe arbeiten und die Saugleitung entlüften soll. Bei
solchen Pumpen weicht die Form der Laufradschaufeln wesentlich von der Form der
bewährten Laufräder für Wasserringpumpen ab, so daß der Wirkungsgrad bei den zu
einem Aggregat vereinigten Pumpenarten herabgedrückt wird. Es ist bei solchen Pumpen
auch nicht möglich, in jedem Fall das Pumpengehäuse und die Ansaugleitung zu entlüften,
indem der Wasserring der X-reiselpumpe eine solche Breite erreicht hat, daß er die
Ansaug- und Druckschlitze der Wasserringpumpe überdeckt, weil dann von dieser Teeine
Luft mehr gefördert werden kann. Der Ringraum im Kreiselrad, der innerhalb der Saug-
und Druckschlitze der Wasserringpumpe liegt, kann also praktisch nicht entlüftet
werden, so daß der von der Kreiselringpumpe geförderte Wasserstrom immer wieder
zerrissen wird.
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Diese Nachteile werden gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch beseitigt,
daß bei der Vereinigung eines gewöhnlichen Fliehkraftkreiselpumpenrades mit dem
Laufrad einer gewöhnlichen Wasserringpumpe mit exzentrischem Arbeitsraum in einem
Laufrad, wobei dieses Laufrad im Pumpengehäuse derart angeordnet ist, daß der gleiche
Raum sowohl als exzentrischer Arbeitsraum für die Wasserringpumpe als auch als-
Spirale für die Kreiselpumpe dient, die Schaufeln des Wasserringpumpenlaufrades
unmittelbar an der Rückwand des Kreiselpumpenrades angeordnet sind und der innere
Durchmesser der
Schaufeleintrittskanten des Kreiselpumpenrades ebenso
groß oder größer ist als der Nebendurchmesser des Wasserringpumpenrades zuzüglich
zweimal des Maßes der Exzentrizität des Arbeitsraumes der Wasserringpumpe zur Laufraddrehachse.
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Die unmittelbare Anordnung von Hilfsschaufeln an der Rückwand eines
Kreiselpumpenrades ist an sich bekannt, jedoch nicht zu dem Zwecke, nach der Art
der Wasserringpumpe selbsttätig Ansaugstutzen und Kreiselpumpe zu entlüften. Durch
die erfindungsgemäße Vereinigung der Kreiselpumpe mit einem nach der Art der Wasserringpumpe
wirkenden Laufrad wird erreicht, daß der luftsaugende und luftfördernde Wasserring
der Wasserringpumpe radial niemals schmäler sein kann als der Wasserring der vollbeaufschlagten
Kreiselpumpe, so daß die Wasserringpumpe so lange fördern kann, bis auch das Zentrum
der Kreiselpumpe entlüftet ist.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführung der erfindungsgemäßen
Kreiselpumpe dargestellt.
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Es zeigt: Abb. i einen Längsschnitt durch die Pumpe, Abb.2 einen Querschnitt
durch die Pumpe senkrecht zur Drehachse in Richtung der Linie II-II in Abb. i, Abb.
3 einen Längsschnitt durch das Pumpenlaufrad, Abb. q. einen Querschnitt durch das
Pumpenlaufrad in Richtung der Linie IV-IV in Abb. 3, Abb. 5 einen Querschnitt durch
das Pumpengehäuse in Richtung der Linie V-V in Abb. i.
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Die Laufradwelle i lagert im Gehäuse 3. Der auf der anderen Seite
des Gehäuses 3 befestigte Deckel q. trägt den zentral zum Laufrad mündenden Ansaugstutzen
5. Im oberen Teil der Gehäusewand 3 befindet sich der Druckstutzen 6, über dem das
in der Zeichnung (Abb. i) nur angedeutete Absperrventil 7 angeordnet ist, an welches
sich die Druckleitung anschließt. Das Pumpenlaufrad besteht gemäß der Erfindung
aus einem allseitig beaufschlagten, geschlossenen:, an sich bekannten Kreiselpumpenlaufrad
mit beispielsweise sechs Schaufeln 8, die um die Laufradnabe 9 herum angeordnet
sind. Auf der den Kreiselpumpenlaufradschaufeln 8 abgekehrten anderen Seite der
Seitenwand io dieses Laufrades sind um die sich direkt an die Nabe 9 anschließende
Nabe ga von kleinerem Durchmesser zwölf weitere Laufradschaufeln i i angeordnet.
Die von den Enden der Laufradschaufeln 8 und den Enden der Laufradschaufeln i i
gebildeten Kreise besitzen gleichen Durchmesser, ihre Mittelpunkte fallen in die
Drehachse der Schaufelradwelle i. Der kreisförmige innere Durchmesser des Pumpengehäuses
3 ist größer als der Schaufelraddurchmesser und liegt in an sich bekannter Weise
exzentrisch zum Kreis der Schaufelenden. Der Abstand des Mittelpunktes des von der
inneren Gehäusewand gebildeten Kreises vom Mittelpunkt des Kreises, auf dem die
Schaufelenden liegen, ist in der Zeichnung (Abb. 5) mit e bezeichnet. In der Seitenwand
des Gehäuses 3, der die Räume zwischen den Schaufeln i i seitlich abschließt, sind
zwei sichelförmige Schlitze 12 und 13 angeordnet. Die Sichelform ergibt sich auf
Grund der Einstellung des Wasserringes, der entsprechend der exzentrischen Lage
der inneren Gehäusewand 3 zur Drehachse sich ebenfalls exzentrisch zur' Drehachse
einstellt. Der Schlitz 13 im Gehäuse 3 (vgl. auch Abb. z und 5) ist der Saugschlitz,
der durch das Rohr 1q. bis zu 15 mit dem höchsten Punkt des Ansaugestutzens 5 in
Verbindung steht. Am Schlitz 12, dem Druckschlitz, ist ein Rohr 16 angeschlossen,
welches ins Freie führt, oder mit der Druckleitung hinter dem Ventil 7 in Verbindung
steht. Am vorderen frei schwebenden Ende ia der Welle i ist eine Nabe 17 aufgeschraubt,
die gemäß der beispielsweisen Darstellung als Halbkugel ausgebildet ist und mit
ihrem größten kreisförmigen Querschnitt an der Stirnseite des Schaufelrades 9, B.
anliegt, so daß die Schaufelradnabe 9 stufenlos in die Abschlußnabe 17 übergeht.
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In den Abb. 3 und 4 sind zwei Schnitte durch das vereinigte Kreisel-
und Wasserringpumpenlaufrad dargestellt. Seine Lage zum Gehäuse und zu den Luftsaug-
und Druckschlitzen 13 bzw. 12 ist besonders deutlich aus Abb. 5 ersichtlich, die
die erfindungsgemäßen Größenverhältnisse der Durchmesser D 9 und
D ga der Nabe 9 bzw. 911 vom Kreiselpumpenrad veranschaulicht. DurchmesserD9
ist gleich groß oder größer, vorteilhaft aber wie dargestellt gleich dem Durchmesser
D 9a der Wasserringpumpennabe 911 zuzüglich der doppelten Exzentrizität e des Arbeitsringraumes
der Wasserringpumpe zur Drehachse des Laufrades.
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Der Arbeitsvorgang ist folgender: Vor Inbetriebnahme der Pumpe wird
das in der Druckleitung befindliche Ventil ? geschlossen. Falls keine Flüssigkeit
mehr in der Pumpe ist, wird solche durch die Öffnung 15, die gewöhnlich mittels
eines Gewindestöpsels ig geschlossen ist, in den Ansaugstutzen 5 eingefüllt, so
daß dieser beispielsweise bis zur Linie 2o--2o mit Hilfsflüssigkeit angefüllt ist.
Bei Umdrehung des Schaufelrades (in der Pfeilrichtung Abb. 2, q. und 5) sind die
Schaufeln 8 voll beaufschlagt. Durch das geschlossene
Ventil 7
kann die Hilfsflüssigkeit von den Kreiselschaufeln 8 -nicht befördert werden. Durch
den sichelförmigen Raum zwischen der Gehäusewand 3a und dem Umfangkreis 2i der Schaufeln
8 bzw. i i hindurch wird Hilfsflüssigkeit zwischen die Schaufeln i i befördert,
zwischen denen sich ein Wasserring bildet, dessen exzentrische Lage zur Drehachse
durch die exzentrische Lage der inneren Gehäusewand 3a zur Drehachse bestimmt wird.
Der dadurch entstandene bekannte sichelförmige Raum 22 überdeckt die beiden seitlichen
Saug- und Druckschlitze 13 und 12, so daß auf Grund der bekannten Wirkung der Wasserringpumpe
durch den Saugschlitz 13 und die Leitung 14 und 15 an der höchsten Stelle des Ansaugstutzens
5 Luft abgesaugt wird, die dann durch den Druckschlitz 12 und die. Leitung 16 weitergefördert
wird. Ist keine Luft mehr im Ansaugestutzen 5 und in dem übrigen Teil der Ansaugeleitung
vorhanden, dann fördert die von den Schaufeln i i gebildete Wasserringpumpe nicht
mehr Luft, sondern Flüssigkeit. In diesem Augenblick kann das Ventil 7 in der Druckleitung
geöffnet werden, und die Schaufeln 8 treten in an sich bekannter Weise wasserfördernd
in Tätigkeit. Die Wasserringpumpendruckleitung 16 kann ins Freie führen oder, wenn
die von der Kreiselpumpe zu überwindende Druckhöhe nicht über der von der Wasserringpumpe
überwindbaren Druckhöhe liegt, kann diese Leitung 16 hinter dem Absperrventil 7
in die Druckleitung münden, so daß neben der Kreiselpumpe auch die Leistung der
Wasserringpumpe mit ausgenutzt wird.
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Da der Wasserring der Kreiselpumpe die Luftansaug- und Druckschlitze
12 und 13 niemals schneiden kann, wird eine Wasserförderung durch die Wasserringpumpe
stets erst dann eintreten, wenn neben der Saugleitung auch das Kreiselpumpenrad
restlos entlüftet ist.