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Drehkolbenpumpe mit selbsttätiger Entlüftungsvorrichtung Bei Drehkolbenpumpen,
deren Drehkolben nicht so dicht aneinander schließen, daß sie für den Luftdurchtritt
undurchlässig sind, ist es bekannt, die in das Pumpeninnere eingedrungene falsche
Luft mit einer abgemessenen Menge Dichtungsflüssigkeit, die im Pumpengehäuse verbleibt
und im Kreislauf zwischen dein Saug- und Druckraum hinüberwechselt, zu vermischen
und aus dem Pumpeninnern zu entfernen. Eine bekannte Einrichtung besteht darin,
daß das Wasser-Luft-Gemisch aus dem Druckraum der Pumpe in einen an oder unter der
Pumpe angeordneten offenen Behälter hineingedrückt wird, wo die mitgerissene Luft
ausgeschieden und die entgaste Dichtungsflüssigkeit im Kreislauf von der Pumpe wieder
angesaugt wird.
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Der offene Entlüftungsbehälter kann dort nicht angewendet werden,
w o die für die Entlüftung bestimmte Dichtungsflüssigkeit leicht verschmutzt oder
wo es sich um feuergefährliche Fördermittel, wie Benzol, Petroleum o. dgl., handelt.
Es ist dann notwendig, einen geschlossenen Entgasungsbehälter zu verwenden, der
zweckmäßig über dem Pumpengehäuse angeordnet und mit dem an sich bekannten Druckwindkessel
vereinigt wird.
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Bei einem mit dem Pumpeninnern als Ganzes vereinigten geschlossenen
Entlüftungsbehälter, der sowohl mit dem Druck- wie auch mit dem Saugraum der Pumpe
durch Kanäle oder Bohrungen für den Kreislauf der Dichtungsflüssigkeit in Verbindung
steht, sind besondere Einrichtungen notwendig, wenn verhindert werden soll, daß
die in dem Entlüftungsbehälter ausgeschiedene Luft nicht wieder unter der Einwirkung
des im Saugraum auftretenden Unterdruckes zurückgesaugt und die Entlüftung der Pumpe
dadurch gestört wird. Auch muß für die aus der Dichtungsflüssigkeit ausgeschiedene
Luft aus dem geschlossenen Behälter ein Ausgang ins Freie geschaffen werden, ohne
daß umgekehrt über diese Austrittsöffnung von außen Luft in den Behälter eindringen
kann.
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Die für den Kreislauf in der Pumpe erforderliche Menge Dichtungsflüssigkeit
entspricht erfahrungsgemäß io°/o ihrer gesamten Förderleistung.. Dafür muß der Querschnitt
des Übergangskanals, der aus dem geschlossenen Entlüftungsbehälter in den Saugraum
der Pumpe führt, abgestimmt sein. Die für den Kreislauf erforderliche Menge Dichtungsflüssigkeit
im Pumpeninnern soll so bemessen sein, daß die Dichtungsflüssigkeit über der Einfallöffnung,
die in den Saugraum der Pumpe führt, angestaut wird und dadurch einen Flüssigkeitsabschluß
gegen den Rücktritt der ausgeschiedenen Luft aus dein Entlüftungsbehälter in den
Saugraum bildet. Es entsteht hierbei die Schwierigkeit, daß, wenn am Anfang der
Entlüftungsperiode diese Übergangsöffnung dem Durchtritt der erforderlichen Menge
Dichtungsflüssigkeit angepaßt ist, bei gesteigertem Unterdruck im Saugraum die gleiche
Öffnung zu groß wird, da die erhöhte Saugkraft eine gesteigerte Übergangsgeschwindigkeit
der Dichtungsflüssigkeit in dem Übergangskanal herbeiführt, während die beiden Drehkolben
mit gleichbleibender
Umfangsgeschwindigkeit weiterlaufen und den
Kreislauf der Dichtungsflüssigkeit auf der Druckseite nicht entsprechend beschleunigen.
Die Folge ist, daß die als Flüssigkeitsabschluß über der Einfallöffnung zu« dein
Saugraum angestaute Flüssigkeitsmenge bei erhöhter Saugkraft schnell abgesaugt wird,
wodurch ein Rücktritt der eben ausgeschiedenen Luft in den Saugrauen ermöglicht
und bei einem offenen Entlüftungsbehälter auch noch Außenluft hinzugesaugt wird,
so daß der ganze Entlüftungsv organg zer stör t ist.
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Alle diese Vorgänge spielen sich in dem geschlossenen Entlüftungsbehälter
in schneller Folge ab, sie können weder von außen beobachtet noch geregelt werden
und haben zu der Erkenntnis geführt, daß Einrichtungen notwendig sind, um diese
Mängel zu beseitigen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehkolbenpumpe mit selbsttätiger
Entlüftungsvorrichtung in einem über der Pumpe angeordneten, geschlossenen Behälter
und umlaufender Dichtungsflüssigkeit und besteht darin, daß der Behälter durch eine
in die Dichtungsflüssigkeit des Behälters eintauchende, senkrechte Stauwand in zwei
miteinander in Verbindung stehende Räume geteilt ist, von denen der eine mit dem
Druckraum und der andere mit dem Saugraum durch Kanäle unmittelbar verbunden ist.
Der erstgenannte Raum dient zur Entgasung des aus dem Druckrauen der Pumpe unmittelbar
in den Behälter eintretenden Flüssigkeits-Luft-Gemisches und der letztgenannte Raum
zur Überleitung der entgasten Dichtungsflüssigkeit in den Saugraum der Pumpe über
einen in den Saugraum mündenden Kanal, dessen Ouerschnitt sich in an sich bekannter
Weise selbsttätig dem jeweiligen Unterdruck im Saugrauen der Pumpe anpaßt. Die in
dem Entgasungsbehälter ausgeschiedene falsche Luft wird über ein nach zwei Richtungen
schließendes, frei bewegliches Ventilorgan nach außen abgeführt, dagegen wird der
Eintritt von Außenluft in oder der Austritt des flüssigen Fördermittels aus dem
Behälter durch das gleiche Ventil verhindert.
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Der ganze Vorgang spielt sich selbsttätig in der Pumpe ab, so daß
deren Wartung vereinfacht lind ihre Betriebssicherheit erhöht wird. An Hand der
Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert. Die Abb. z und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel
im Querschnitt und Längsschnitt, o bezeichnet den geschlossenen Entlüftungsbehälter,
der durch die Stauwand n in zwei Räume i, k geteilt ist. In dein Raum i,
in den die mit Luft vermischte Dichtungsflüssigkeit unmittelbar aus dem Druckraum
D durch den großen Kanal l eintritt, findet die Entlüftung der Flüssigkeit statt,
die darauf in der angegebenen Pfeilrichtung unterhalb der Stauwand n hindurch in
den zweiten Raum k gelangt, um über die kleinere obere Bohrung von m in den Saugraum
S und damit in den Kreislauf zurück zu gelangen. Die Stauwand hat den Zweck, das
unentgaste flüssige Dichtungsmittel von dem Eintritt in den Saugrauen S zunächst
fernzuhalten und das Dichtungsmittel über der oberen Einfallöffnung in anzustauen
und so einen Flüssigkeitsabschluß zu bilden, der das Mitsaugen der ausgeschiedenen
Luft verhindert.
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Zwischen dem Druckraum D und dem Saugraum S' ist in bekannter Weise
ein in einer Ummantelung verschiebbares Kolbenventil d angeordnet, dessen eine Stirnfläche
dem Kanal l und damit dem Druckraum D
der Pumpe zugekehrt ist, während
die entgegengesetzte Stirnfläche der Saugwirkung bzw. dem Unterdruck des Saugraumes
S über den Kanal in ausgesetzt ist. Die besonders abgestimmte Spiralfeder e verschiebt
das Kolbenventil d im Ruhezustande der Pumpe in der Richtung nach dem Druckkanal
Z und gibt die Saugöffnung in vollständig frei. Bei einsetzender Entlüftung und
gesteigertem Unterdruck in dein Saugraum S macht sich die Saugwirkung auch an der
an den Kanal m anschließenden Stirnfläche des Kolbenventils d bemerkbar, das Kolbenventil
folgt der Saugwirkung, und die obere Einfallöffnung m wird entsprechend verkleinert,
wodurch bewirkt wird, daß bei erhöhter Saugkraft immer nur die gleiche Menge Dichtungsflüssigkeit
in Umlauf gesetzt wird. Nach einsetzender Förderwirkung der Pumpe wird der Flüssigkeitsdruck
in dem Kanal l unter der Wirkung der bislang durch ein Rückschlagventil abgesperrten
Fördersäule ansteigen und zugleich auf die entsprechende Stirnfläche des Kolbens
d drücken, so daß das Kolbenventil vollständig verschoben und die Einfallöffnung
m ganz geschlossen wird. Damit ist der Kreislauf der Dichtungsflüssigkeit unterbrochen,
der erst dann wieder selbsttätig einsetzt, wenn der Flüssigkeitsdruck in dem Kanal
L aufhört.
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Die in dem Raum i aus der Dichtungsflüssigkeit ausgeschiedene Luft
gelangt durch eine öffnung p der Trennwand n in den Raum k, um über die frei bewegliche
Ventilkugel h im Füllventil g ins Freie zu gelangen. In dem Füllventil g kann die
Ventilkugel h die Durchgangsöffnung nach beiden Richtungen absperren. Bei auftretendem
Unterdruck in dem Entlüftungsbehälter i bis k ruht die Kugel auf der unteren Sitzfläche
und verhindert den Eintritt von Außenluft in den Behälter. Bei auftretendem kleinstem
Luftüberdruck hebt sich die Kugel und läßt die Luft über den geringen Zwischenraum.
am Umfang der Kugel nach außen entweichen. Bei eintretender
Flüssigkeitsbeaufschlagung
wird die Kugel la gegen die obere Dichtungsfläche gedrückt und damit der Austritt
des Dichtungsmittels aus dem Behälter verhindert. Die Anordnung des Kolbenventils
d kann auch senkrecht erfolgen und mit dem Ventilorgan h zwangsläufig verbunden
werden. Dadurch wird das Wesen des Erfindungsgedankens nicht geändert. Anstatt der
Kugel la kann auch ein nach beiden Richtungen schließender Kegel oder zylindrischer
Kolben verwendet werden, auch die Dichtungsflächen für dieses Organ können anstatt
innen an dem Ein- und Ausgang der Durchgangsöffnung eingerichtet werden.