DE69607779T2

DE69607779T2 - Variable level suction device

Info

Publication number: DE69607779T2
Application number: DE1996607779
Authority: DE
Inventors: Timothy John Denmeade; Charles Peter Nyilas
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 2000-12-28
Anticipated expiration: 2016-02-23
Also published as: DE69607779D1; CA2170833A1; EP0730094B1; EP0730094A1

Description

Diese Patentanmeldung steht mit zwei in gemeinsamem Eigentum stehenden und übertragenen Patentanmeldungen mit den Bezeichnungen "A Submersible Canned Motor Mixed Pump" und "A Submersible Canned Motor Transfer Pump" in Zusammenhang, die gleichzeitig mit dieser Patentanmeldung eingereicht werden.This patent application is related to two commonly owned and assigned patent applications entitled "A Submersible Canned Motor Mixed Pump" and "A Submersible Canned Motor Transfer Pump" filed concurrently with this patent application.

Background of the invention 1. Field of the invention

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Tauchpumpe, und mehr im einzelnen auf eine Saugeinrichtung mit variabler Höhe, die in Verbindung mit einer eintauchbaren Förderpumpe zum Pumpen von hochgradig radioaktiver Flüssigkeit aus einem gewählten Pegel in einem Abfalltank eingesetzt wird.This invention relates to a submersible pump, and more particularly to a variable height suction device used in conjunction with a submersible transfer pump for pumping highly radioactive liquid from a selected level in a waste tank.

2. Background information

Ein Abfalltank wird für die Behandlung und die Zwischenlagerung von hochgradig radioaktiven Flüssigkeiten und Lösungen eingesetzt. Der Abfall ist im allgemeinen wässrig mit einer hohen Konzentration an ausgefällten Feststoffen und einem kleinen Prozentsatz an organischen Verbindungen, die aus den radiochemischen Abscheidungsverfahren zurückgeblieben sind. Ein typischer Abfalltank ist in einer dickwandigen Betonzelle eingebaut, um die Umgebung und die in der Nähe der gespeicherten Flüssigkeiten vor der Strahlung abzuschirmen, ist etwa 50 bis 60 Fuß tief, und weist einen Durchmesser im Bereich von etwa 75 bis etwa 85 Fuß auf, mit Flüssigkeitsfassungsvermögen von etwa einer Million Gallonen. Eine motorgetriebene Mischpumpe dient zum Mischen oder Bewegen des flüssigen Abfalls oder Schlamms am Boden des Abfalltanks, und eine Förderpumpe wird zum Entfernen des flüssigen Abfalls aus dem Tank und zum Befördern des flüssigen Abfalls in einen anderen Tank als Reserve oder für einen Abscheidungsprozeß eingesetzt, in welchem die Flüssigkeit von dem festen radioaktiven Abfall abgeschieden wird, der verglast und in Behältern gesammelt wird, die dann im allgemeinen in unterirdischen Betonkammern gelagert werden.A waste tank is used for the treatment and temporary storage of highly radioactive liquids and solutions. The waste is generally aqueous with a high concentration of precipitated solids and a small percentage of organic compounds remaining from the radiochemical separation processes. A typical waste tank is built in a thick-walled concrete cell to shield the environment and those near the stored liquids from radiation, is about 50 to 60 feet deep, and has a diameter in the range of about 75 to about 85 feet, with a liquid capacity of about one million gallons. A motor-driven mixing pump is used to mix or agitate the liquid waste or sludge at the bottom of the waste tank, and a transfer pump is used to remove the liquid waste from the tank and to transfer the liquid waste to another tank for backup or for a separation process in which the liquid is separated from the solid radioactive Waste is separated, vitrified and collected in containers which are then generally stored in underground concrete chambers.

Heutige Förderpumpen haben einen luftgekühlten Motor, der auf einem Montageflansch am oberen Ende des Abfalltanks montiert ist, und eine Welle mit fester Länger mit einer Flügelradbaugruppe, die senkrecht von dem Montageflansch nach unten verläuft und in dem flüssigen Abfall eingetaucht ist.Today's transfer pumps have an air-cooled motor mounted on a mounting flange at the top of the waste tank and a fixed length shaft with an impeller assembly running vertically down from the mounting flange and submerged in the liquid waste.

Wenn der Abfall von einem Abfalltank zu einem anderen Abfalltank überführt wird, kann es Zeiten geben, wo es wünschenswert ist, nur die oben schwimmenden Flüssigkeiten abzuführen. In solchen Fällen wird die Flüssigkeit von der Oberfläche, welche die freie Oberfläche ist, oder von einem Zwischenbereich innerhalb des Abfalltanks abgeleitet. Gegenwärtig erfordert dieser Vorgang den Einsatz heutiger Förderpumpen, die jeweils eine unterschiedliche Länge haben, wie oben erörtert, oder sie erfordert den Ausbau der Förderpumpe und den Einbau einer Spülpumpe, die einer von zwei Bauarten vertikaler Flügelradpumpen angehören können. Die erste Bauart einer vertikalen Flügelradpumpe weist eine lange starre Welle auf, die so ausgelegt ist, daß sie leicht vom oberen Ende des Tanks angehoben oder abgesenkt werden kann, um die richtige Einstellung der Position des Laufrads im Tank zu ermöglichen. Die zweite Bauart einer vertikalen Flügelradpumpe ist als flexible schwimmende Flügelradspülpumpe bekannt, die eine lange starre Welle aufweist, die eine flexible Saugleitung mit einem integralen Schwimmkörper enthält, die den Einlaß in die Saugleitung nahe der freien Oberfläche des Tankpegels oder relativ zum Pegel der oben schwimmenden Flüssigkeit zum Ableiten des Abfalls hält.When transferring waste from one waste tank to another waste tank, there may be times when it is desirable to remove only the liquids floating on top. In such cases, the liquid is removed from the surface, which is the free surface, or from an intermediate area within the waste tank. At present, this operation requires the use of modern transfer pumps, each of which has a different length, as discussed above, or it requires the removal of the transfer pump and the installation of a flushing pump, which may be one of two types of vertical impeller pumps. The first type of vertical impeller pump has a long rigid shaft designed to be easily raised or lowered from the top of the tank to allow proper adjustment of the position of the impeller in the tank. The second type of vertical impeller pump is known as a flexible floating impeller slurry pump which has a long rigid shaft containing a flexible suction line with an integral float which maintains the inlet to the suction line near the free surface of the tank level or relative to the level of the liquid floating above for discharge of the waste.

Dieses Verfahren kann das Ausbauen der Förderpumpe, den Einbau der Spülpumpe, und dann den Wiedereinbau der Förderpumpe umfassen. Um den Umweltsbedürfnissen und Regulierungen zu entsprechen, müssen diese Pumpen einem Dekontaminierungsverfahren unterzogen werden, oder die Pumpen müssen ersetzt wer den. Das Ausbauen, Dekontaminieren, Handhaben, Wiedereinbauen oder Beseitigen dieser Förder- und Spülpumpen kann bis zu einer Million Dollar an Arbeits- und Ausrüstungskosten verursachen.This procedure may involve removing the transfer pump, installing the flushing pump, and then reinstalling the transfer pump. To comply with environmental requirements and regulations, these pumps must undergo a decontamination process or the pumps must be replaced. Removing, decontaminating, handling, reinstalling or removing these transfer and flushing pumps can cost up to one million dollars in labor and equipment.

Die Abfallverwaltung für hochradioaktive Materialien sucht ständig nach Wegen, das Verfahren zum Überführen sowohl flüssigen Abfalls als auch der obenstehenden Flüssigkeit aus dem Abfalltank zu vereinfachen und dies in solcher Weise zu machen, daß nur eine einzige Vorrichtung dieses Bedürfnis befriedigen kann.The High Level Waste Management is constantly looking for ways to simplify the process of transferring both liquid waste and the overhead liquid from the waste tank and to do so in such a way that only one device can satisfy this need.

Idealerweise sollte diese Einrichtung in der Lage sein, radioaktive Flüssigkeit von irgendeinem gewählten Pegel in einem gewählten Pegelbereich zwischen einer freien Oberfläche bis nahezu am Boden des Abfalltanks zu pumpen, wo sich der Schlamm bzw. die Feststoffteilchen absetzen.Ideally, this facility should be capable of pumping radioactive liquid from any chosen level within a chosen level range between a free surface to almost the bottom of the waste tank where the sludge or solid particles settle.

Pumpen zur Handhabung radioaktiver oder gefährlicher Materialien sind in den US-Patenten Nr. 4 235 569, 4 389 368, und 4 924 898 beschrieben.Pumps for handling radioactive or hazardous materials are described in U.S. Patent Nos. 4,235,569, 4,389,368, and 4,924,898.

Das US-Patent Nr. 4 235 569 beschreibt eine typische Spindelwellenpumpe zum Pumpen radioaktiven Materials, die bei einem bestimmten Pegel betrieben werden kann, indem die entsprechende Anzahl von Wellenabschnitten miteinander verbunden wird. Bei dieser Pumpenbauart ist der Motor außerhalb des Tanks angeordnet und ein Flüssigkeitsverdrängungsflügelrad, das in einem Gehäuse montiert ist, ist vollständig in die zu pumpende Flüssigkeit eingetaucht. Das Flügelrad ist mit dem Motor über das Wellenkupplungssystem verbunden, das aus den mehreren Wellenabschnitten besteht. Ein Nachteil dieser Pumpenkonstruktion liegt darin, daß das Medium bzw. die Flüssigkeit nicht leicht auf dem gewünschten Pegel im Abfalltank abgepumpt werden kann, ohne die Pumpe auszubauen und die Anzahl von Wellenabschnitten hinzuzufügen oder wegzunehmen, um die erforderliche Länge herzustellen, oder eine zusätzliche Pumpe bereit zu stellen, was einen oder mehrere der verschie denen Nachteile bedingt, die auch dem oben erörterten Stand der Technik anhaften.U.S. Patent No. 4,235,569 describes a typical screw shaft pump for pumping radioactive material which can be operated at a specific level by connecting the appropriate number of shaft sections together. In this type of pump, the motor is located outside the tank and a liquid displacement impeller mounted in a housing is completely submerged in the liquid to be pumped. The impeller is connected to the motor through the shaft coupling system consisting of the multiple shaft sections. A disadvantage of this pump design is that the medium or liquid cannot be easily pumped out at the desired level in the waste tank without removing the pump and adding or subtracting the number of shaft sections to produce the required length, or providing an additional pump, which requires one or more of the various which entails disadvantages that are also inherent in the state of the art discussed above.

Eine weitere bekannte Einrichtung, die Mittel zum Verändern der Länge eines Rohrs umfaßt, ist im US-Patent Nr. 4 030 859 beschrieben. Die Einrichtung wird zum Zirkulieren des Wassers in einem See, Teich oder Behälter eingesetzt und arbeitet mit zwei Teleskoprohren unterhalb einer Mischkammer, deren oberer Rand oberhalb der Oberfläche des Sees, Teichs oder Behälters liegt. Ein Hauptnachteil dieser Einrichtung liegt darin, daß sie nicht ohne weiteres für dem Einsatz bei einer Förderpumpe in einem Abfalltank mit hochgradig radioaktivem flüssigem Abfall angepaßt werden kann.Another known device which includes means for varying the length of a pipe is described in US Patent No. 4,030,859. The device is used to circulate the water in a lake, pond or tank and uses two telescopic pipes below a mixing chamber, the upper edge of which is above the surface of the lake, pond or tank. A major disadvantage of this device is that it cannot be easily adapted for use with a transfer pump in a waste tank containing highly radioactive liquid waste.

Infolgedessen verbleibt es bei dem Bedarf nach einer Pumpeinrichtung oder Anordnung, welche dem flüssigen Abfall vom Boden eines Abfalltanks abzieht, der hochgradig radioaktives Material enthält, und welche die Flüssigkeit aus einem gewählten Pegelbereich in dem Abfalltank abzieht, wodurch die Flexibilität des Systems stark vergrößert und betriebliche Stillstandszeiten und Kosten verringert werden.As a result, there remains a need for a pumping device or arrangement which withdraws the liquid waste from the bottom of a waste tank containing high-level radioactive material and which withdraws the liquid from a selected level range in the waste tank, thereby greatly increasing the flexibility of the system and reducing operational downtime and costs.

Summary of the invention

Die vorliegende Erfindung befriedigt die obigen Bedürfnisse.The present invention satisfies the above needs.

Die vorliegende Erfindung arbeitet mit einer Saugeinrichtung für variablen Pegel, die in Verbindung mit einer Förderpumpe zum Pumpen radioaktiver Flüssigkeiten oder flüssiger Abfälle aus einem gewählten Pegel in einem gewählten Pegelbereich zwischen einer freien Oberfläche bis nahezu zum Boden eines Abfalltanks eingesetzt werden kann. Die Einrichtung umfaßt vorzugsweise eine Flügelradbaugruppe einer Förderpumpe, die nahe dem Tankboden angeordnet ist. Die variable Saugeinrichtung umfaßt vorzugsweise eine einstellbare Saugleitung in Form einer Teleskoprohrbaugruppe, die mehrere vertikale Teleskoprohrabschnitte umfaßt, die entlang einer Säulenbaugruppe der Förderpumpe montiert sind. Ein Saugeinlaß befindet sich im innersten Rohrabschnitt, und der Auslaß ist im äußersten Rohrabschnitt angeordnet, der an ein Hydraulikgehäuse angeschlossen ist. Das Hydraulikgehäuse beherbergt vorzugsweise das Gehäuse einer Flügelradbaugruppe einer Spindelwellen-Förderpumpe oder einer eintauchbaren Förderpumpe mit gekapseltem Motor und ermöglicht das Einsaugen durch Saugöffnungen in dem Hydraulikgehäuse oder aus der Teleskoprohranordnung. Saugöffnungen sind im Hydraulikgehäuse in enger Nähe zu einem Saugeinlaß der Flügelradbaugruppe angeordnet. Vorzugsweise sind die Teleskoprohrabschnitte um eine Führungsstange herum montiert, die im Zusammenwirken mit den Rohrabschnitten die Saugleitung zentriert und eine vertikale Führung und Ausrichtung der Rohrabschnitte bewirkt. Eine Antriebseinheit, die vorzugsweise eine Kette und ein Ritzel umfaßt, ist mit dem innersten Rohrabschnitt verbunden und dient dazu, die mehreren Teleskoprohrabschnitte mit Bezug auf das Hydraulikgehäuse anzuheben und abzusenken.The present invention features a variable level suction device which can be used in conjunction with a transfer pump for pumping radioactive liquids or liquid waste from a selected level in a selected level range between a free surface and almost the bottom of a waste tank. The device preferably comprises an impeller assembly of a transfer pump which is located near the tank bottom. The variable suction device preferably comprises an adjustable suction line in the form of a telescopic tube assembly which comprises a plurality of vertical telescopic tube sections which are mounted along a column assembly of the transfer pump. A suction inlet is located in the innermost tube section and the outlet is located in the outermost tube section which is connected to a hydraulic housing. The hydraulic housing preferably houses the housing of an impeller assembly of a spindle shaft transfer pump or a submersible transfer pump with an enclosed motor and allows suction through suction openings in the hydraulic housing or from the telescopic tube assembly. Suction openings are located in the hydraulic housing in close proximity to a suction inlet of the impeller assembly. Preferably, the telescopic tube sections are mounted about a guide rod which, in cooperation with the tube sections, centers the suction line and provides vertical guidance and alignment of the tube sections. A drive unit, preferably comprising a chain and pinion, is connected to the innermost tube section and serves to raise and lower the plurality of telescopic tube sections with respect to the hydraulic housing.

Das Öffnen der Saugöffnungen, die nahe der Flügelradbaugruppe gelegen sind, und das Anheben der Teleskoprohrabschnitte derart, daß der Einlaß des innersten Rohrabschnitts oberhalb der freien Oberfläche der Flüssigkeit liegt, ermöglicht das Einsaugen des flüssigen Abfalls in die Flügelradbaugruppe vom Boden des Abfalltanks und nach oben durch die Auslaßleitung zum Austoß aus der Förderpumpe. Das Schließen dieser Saugöffnungen und Einstellen der Teleskoprohrabschnitte zum Positionieren des Einlasses des innersten Rohrabschnitts auf einen gewählten Pegel der radioaktiven Flüssigkeit einschließlich der freien Oberfläche ermöglicht das Absaugen der Flüssigkeit aus diesem Pegel im Abfalltank.Opening the suction ports located near the impeller assembly and raising the telescopic pipe sections so that the inlet of the innermost pipe section is above the free surface of the liquid allows the liquid waste to be sucked into the impeller assembly from the bottom of the waste tank and up through the discharge line for discharge from the transfer pump. Closing these suction ports and adjusting the telescopic pipe sections to position the inlet of the innermost pipe section at a selected level of the radioactive liquid including the free surface allows the liquid to be sucked from that level in the waste tank.

Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein einziges einfaches Mittel zum Abpumpen radioaktiver Flüssigkeiten aus irgendeinem gewählten Pegelbereich in einem Abfalltank zu schaffen.Therefore, it is an object of the present invention to provide a single, simple means for pumping radioactive liquids from any selected level range in a waste tank.

Es ist weiter ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Mittel zum Abpumpen radioaktiven flüssigen Abfalls vom Boden eines Abfalltanks und zum Abpumpen der radioaktiven Flüssigkeit von der freien Oberfläche und von Zwischenbereichen zwischen der freien Oberfläche und diskreten Pegeln relativ zum Boden des Abfalltanks zu schaffen.It is a further object of the present invention to provide a means for pumping radioactive liquid waste from the bottom of a waste tanks and for pumping the radioactive liquid from the free surface and from intermediate areas between the free surface and discrete levels relative to the bottom of the waste tank.

Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist das Schaffen einer Einrichtung, die in Zusammenhang mit einer Förderpumpe zum Abpumpen radioaktiven flüssigen Abfalls von wählbaren Pegeln in einem Abfalltank arbeitet, welche die Notwendigkeit zusätzlicher Pumpenbauarten eliminiert und daher die hohen Betriebskosten verringert, die typischerweise mit Abpumpvorgängen nach dem Stand der Technik verbunden sind.Yet another object of the invention is to provide an apparatus operating in conjunction with a transfer pump for pumping radioactive liquid waste from selectable levels in a waste tank which eliminates the need for additional pump designs and therefore reduces the high operating costs typically associated with prior art pumping operations.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Schaffen einer einfachen Konstruktion für eine Mehrpegel-Pumpensaugeinrichtung, die an eine Förderpumpe beliebiger Länge in einem Abfalltank beliebiger Größe anpaßbarer ist.Another object of the present invention is to provide a simple design for a multi-level pump suction device that is more adaptable to a transfer pump of any length in a waste tank of any size.

Short description of the drawings

Ein vollständigeres Verstädnis der Erfindung erhält man aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen, in welchen zeigt:A more complete understanding of the invention will be obtained from the following description of the preferred embodiment taken in conjunction with the accompanying drawings in which:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung, welche die vorliegende Erfindung beim Einsatz mit einer Fördertauchpumpe mit gekapseltem Motor darstellt,Fig. 1 is a sectional view showing the present invention when used with a submersible pump with an encapsulated motor,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung zeigt, die das Hydraulikgehäuse nach Fig. 1 mehr im einzelnen darstellt, welches einen unteren Teil einer Flügelradbaugruppe der Förderpumpe nach Fig. 1 beherbergt,Fig. 2 is an enlarged partial sectional view showing in more detail the hydraulic housing of Fig. 1 which houses a lower part of an impeller assembly of the feed pump of Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenteilansicht der Fig. 1, die im einzelnen die Teleskoprohrbaugruppe und die Antriebsmittel zum Anheben und Absenken der Teleskoprohrbaugruppe zeigt,Fig. 3 is a partial side view of Fig. 1 showing in detail the telescopic tube assembly and the drive means for raising and lowering the telescopic tube assembly,

Fig. 3A eine vergrößerte Schnittdarstellung des in Fig. 3 eingekreisten und mit "3A" bezeichneten Teils der Teleskoprohrbaugruppe darstellt,Fig. 3A is an enlarged sectional view of the portion of the telescopic tube assembly circled in Fig. 3 and labeled "3A",

Fig. 4 eine Schnittdarstellung, welche die vorliegende Erfindung beim Einsatz mit einer Spindelwellen-Förderpumpe darstellt, undFig. 4 is a sectional view showing the present invention when used with a spindle shaft feed pump, and

Fig. 5 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung, die mehr im einzelnen das Hydraulikgehäuse nach Fig. 4 darstellt, welches einen Teil einer Laufradbaugruppe der Förderpumpe nach Fig. 4 darstellt.Fig. 5 is an enlarged partial sectional view showing in more detail the hydraulic housing of Fig. 4, which forms part of an impeller assembly of the feed pump of Fig. 4.

Description of the preferred embodiment

Es wird zuerst auf Fig. 1 bezug genommen, in welcher eine eintauchbare Förderpumpe 1 mit gekapseltem Motor dargestellt ist, die in der in Zusammenhang stehenden Patentanmeldung mit der Bezeichnung "A Submersible Canned Motor Transfer Pump" näher beschrieben ist, die gleichzeitig mit dieser Patentanmeldung eingereicht wird.Reference is first made to Fig. 1, which shows a submersible canned motor transfer pump 1, which is described in more detail in the related patent application entitled "A Submersible Canned Motor Transfer Pump" filed concurrently with this patent application.

Die Förderpumpe 1 wird vorzugsweise in einem Abfalltank 3 eingesetzt, die in Fig. 1 teilweise dargestellt ist, wobei der Abfalltank 3 im Boden angeordnet ist. Der Abfalltank 3 enthält hochgradig radioaktiven flüssigen Abfall 5, der normalerweise aus einer Flüssigkeit und Schlamm am Boden des Tanks 3 besteht. Der flüssige Abfall kann aus unlöslichen Oxiden/Hydroxiden von Aluminium, Eisen, Mangan, und Zirkonium in Wassergemischen mit bis zu 50% Feststoffen nach Volumen bestehen. Im allgemeinen wird der flüssige Abfall zuerst durch eine Mischpumpe (nicht dargestellt) vermischt und dann mittels der Förderpumpe 1 aus dem Tank 3 abgezogen.The transfer pump 1 is preferably used in a waste tank 3, which is partially shown in Fig. 1, with the waste tank 3 located in the ground. The waste tank 3 contains high level radioactive liquid waste 5, which normally consists of a liquid and sludge at the bottom of the tank 3. The liquid waste may consist of insoluble oxides/hydroxides of aluminum, iron, manganese, and zirconium in water mixtures containing up to 50% solids by volume. Generally, the liquid waste is first mixed by a mixing pump (not shown) and then withdrawn from the tank 3 by means of the transfer pump 1.

Die Förderpumpe 1 besteht aus einer Säulenbaugruppe 7, einem Motorgehäuse 9, das mit der Säulenbaugruppe 7 verbunden ist und einen gekapselten Elektromotor 11 mit Radiallagerbaugruppen 13 und 15 und einer Schublagerbaugruppe 17 umfaßt, und aus einer Flügelradbaugruppe 18, die am Motorgehäuse 9 montiert ist. Die Flügelradbaugruppe 18 ist nahe dem Boden 6 des Tanks 3 positioniert, und die Gesamtlänge der Förderpumpe 1 hängt von der Anzahl und der Länge der mehreren Rohrabschnitte ab, aus welchen die Säulenbaugruppe 7 besteht, wie in der in Zusammenhang stehenden Patentanmeldung mit der Bezeichnung "A Submersible Canned Motor Transfer Pump" beschrieben ist.The feed pump 1 consists of a column assembly 7, a motor housing 9 which is connected to the column assembly 7 and comprises an encapsulated electric motor 11 with radial bearing assemblies 13 and 15 and a thrust bearing assembly 17, and of an impeller assembly 18 mounted on the motor housing 9. The impeller assembly 18 is positioned near the bottom 6 of the tank 3 and the overall length of the transfer pump 1 depends on the number and length of the plurality of pipe sections making up the column assembly 7, as described in the related patent application entitled "A Submersible Canned Motor Transfer Pump".

Der Elektromotor 11 stellt das Antriebsorgan für die Förderpumpe 1 dar und besteht aus einer gekapselten Statorbaugruppe und einer gekapselten Rotorbaugruppe, was verhindert, daß der flüssige Abfall mit den elektrischen Bauteilen des Elektromotors 11 in Berührung kommt, und ermöglicht, daß der flüssige Abfall in den durch die gekapselte Statorbaugruppe und die gekapselte Rotorbaugruppe gebildeten Ringraum einströmt, um den Elektromotor 11 zu kühlen, wie in der oben angegebenen, in Zusammenhang stehenden Patentanmeldung angegeben ist.The electric motor 11 constitutes the drive means for the feed pump 1 and consists of an encapsulated stator assembly and an encapsulated rotor assembly, which prevents the liquid waste from coming into contact with the electrical components of the electric motor 11 and allows the liquid waste to flow into the annular space formed by the encapsulated stator assembly and the encapsulated rotor assembly to cool the electric motor 11, as stated in the above-mentioned related patent application.

Gekapselte Motoren sind auf dem Fachgebiet allgemein bekannt und es sind deshalb keine weiteren Einzelheiten für ein vollständiges Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig.Encapsulated motors are well known in the art and therefore no further details are necessary for a complete understanding of the present invention.

Die Statorbaugruppe umfaßt eine äußere ringförmige Schale 14 und ein inneres ringförmiges Statorgehäuse 16, die beide mit oberen und unteren ringförmigen Deckelteilen 19 bzw. 21 verschweißt sind. Die elektrische Energiezufuhr zum Elektromotor 11 erfolgt zur Statorbaugruppe über ein Stromkabel 23, das durch das obere Deckelteil 19 verläuft.The stator assembly includes an outer annular shell 14 and an inner annular stator housing 16, both of which are welded to upper and lower annular cover parts 19 and 21, respectively. The electrical power supply to the electric motor 11 is provided to the stator assembly via a power cable 23 which runs through the upper cover part 19.

Die Rotorbaugruppe umfaßt einen Rotor (nicht dargestellt) in der Kapsel 25, eine Welle 27, die durch die Rotorkapsel 25 und von dieser aus verläuft, Lager 29 und 31, die mit den Enden der Welle 27 verbunden sind, ein oberes Flügelrad 33, das mit der Welle 27 verbunden ist, und ein unteres Flügelrad 35, das auf dem Ende der Welle 27 montiert ist. Der Rotor in der Kapsel 25 kann der Käfigbauart angehören. Die Rotorkapsel 25 ist mit der Welle 27 verschweißt, um die Bauteile des Rotors hermetisch abzudichten und gegen den flüssigen Abfall zu iso lieren. Das obere Lager 29 umfaßt die Radiallagerbaugruppe 13, und das untere Lager 31 umfaßt die Radiallagerbaugruppe 15 und die Schublagerbaugruppe 17. Die Lager 29 und 31 sind vorzugsweise aus einem harten Material wie beispielsweise Wolframkarbid hergestellt und haben umlaufende Lagerbauteile 37, 39 mit Lagerflächen zur Radiallagerung der Baugruppen 13 bzw. 15. Die Radiallagerbaugruppen 13 und 15 umfassen weiter ein feststehendes Lagerbauteil 41 bzw. 43, auf welchem die umlaufenden Lagerbauteile 37, 39 der Lager 29 bzw. 31 auf der Welle 27 abrollen, und die in einem ringförmigen Bauteil 19 bzw. 21 montiert sind. Die feststehenden Lagerteile 41, 43 sind vorzugsweise aus einem harten Material wie beispielsweise Wolframkarbid hergestellt und sind zur Montage auf den ringförmigen Deckelteilen 19 und 21 einem Aufschrumpfprozeß unterzogen worden.The rotor assembly includes a rotor (not shown) in the capsule 25, a shaft 27 extending through and from the rotor capsule 25, bearings 29 and 31 connected to the ends of the shaft 27, an upper impeller 33 connected to the shaft 27, and a lower impeller 35 mounted on the end of the shaft 27. The rotor in the capsule 25 may be of the cage type. The rotor capsule 25 is welded to the shaft 27 to hermetically seal the components of the rotor and insulate them from the liquid waste. The upper bearing 29 comprises the radial bearing assembly 13 and the lower bearing 31 comprises the radial bearing assembly 15 and the thrust bearing assembly 17. The bearings 29 and 31 are preferably made of a hard material such as tungsten carbide and have rotating bearing components 37, 39 with bearing surfaces for radially supporting the assemblies 13 and 15 respectively. The radial bearing assemblies 13 and 15 further comprise a stationary bearing component 41 and 43 respectively on which the rotating bearing components 37, 39 of the bearings 29 and 31 respectively roll on the shaft 27 and which are mounted in an annular component 19 and 21 respectively. The stationary bearing components 41, 43 are preferably made of a hard material such as tungsten carbide and have been subjected to a shrink-fit process for mounting on the annular cover parts 19 and 21.

Die Schublagerbaugruppe 17 ist nahe der unteren Radiallagerbaugruppe 15 angeordnet. Die Schublagerbaugruppe 17 besteht aus einem Schubläufer 45 und mehreren Lagerschuhen, wovon einige mit den Bezugszeichen 47 und 49 bezeichnet sind. Der Schubläufer 45 ist über geeignete Mittel an der Welle 27 befestigt und weist ein kontinuierliches Ringteil 51 auf, das an den Lagerschuhen 47 und 49 läuft. Vorzugsweise sind die Lagerflächen der Lagerbaugruppen 13, 15 und 17 aus einem harten Material wie beispielsweise Wolframkarbid oder Siliziumkarbid hergestellt.The thrust bearing assembly 17 is disposed near the lower radial bearing assembly 15. The thrust bearing assembly 17 consists of a thrust runner 45 and a plurality of bearing shoes, some of which are designated by the reference numerals 47 and 49. The thrust runner 45 is secured to the shaft 27 by suitable means and has a continuous ring member 51 which rides on the bearing shoes 47 and 49. Preferably, the bearing surfaces of the bearing assemblies 13, 15 and 17 are made of a hard material such as tungsten carbide or silicon carbide.

Die Hart-Auf-Hart-Radiallagerbaugruppen 13 und 15 haben Axialschlitze (nicht dargestellt) in den feststehenden Lagerteilen 49 und 43, die ermöglichen, daß die großen Partikel des flüssigen Abfalls, die größer als die Spielräume in dem System sind, zu kleineren Partikeln abgeschliffen und/oder durch den flüssigen Abfall ohne Beschädigung der Bauteile der Förderpumpe 1 ausgespült werden.The hard-on-hard radial bearing assemblies 13 and 15 have axial slots (not shown) in the stationary bearing members 49 and 43 which allow the large particles of the liquid waste, which are larger than the clearances in the system, to be ground down to smaller particles and/or washed out by the liquid waste without damaging the components of the transfer pump 1.

Wie am besten in Fig. 2 gezeigt ist, ist nahe der Schublagerbaugruppe 17 und an der Rotorwelle 27 montiert eine Flügelradbaugruppe 18 angeordnet, die aus dem oberen Flügelrad 33 und dem unteren Flügelrad 35, einem Diffusorgehäuse 53, das eine erste und eine zweite Diffusorbereichsstufe mit den Flügelrädern 33 und 35 bildet, einem Saugadapter 55, einem Einlaß 57, und Stützrippen 59 besteht.As best shown in Fig. 2, near the thrust bearing assembly 17 and mounted on the rotor shaft 27 is an impeller assembly 18 which consists of the upper impeller 33 and the lower impeller 35, a diffuser housing 53 which forms a first and a second diffuser section stage with the impellers 33 and 35, a suction adapter 55, an inlet 57, and support ribs 59.

Das obere Flügelrad 33 ist ein zweistufiges Flügelrad und ist auf der Welle 27 verkeilt, um eine Relativdrehung zur Welle 27 zu verhindern. Das obere Flügelrad 33 ist im Durchmesser größer als das untere Flügelrad 35, und sein Durchmesser ist derart, daß er den hydraulischen Verlusten im Zusammenhang mit dem gedämpften Diffusorgehäuse 53 und einer vertikalen Ableitungsrohrbaugruppe (nicht dargestellt) Rechnung trägt.The upper impeller 33 is a two-stage impeller and is keyed to the shaft 27 to prevent relative rotation to the shaft 27. The upper impeller 33 is larger in diameter than the lower impeller 35 and its diameter is such that it accommodates the hydraulic losses associated with the dampened diffuser housing 53 and a vertical discharge pipe assembly (not shown).

Das untere Flügelrad 35 ist auf der Welle 27 verkeilt, um eine Relativdrehung dazwischen zu verhindern, und hat einen axialen Abstand vom oberen Flügelrad 33. Die obere Verkleidung des unteren Flügelrads 35 ist weniger als 6 Zoll vom Einlaß des Saugadapters 55 der Flügelradbaugruppe 18 entfernt. Dies stellt sicher, daß die Förderpumpe 1 in der Lage ist, den Tank 3 bis auf einen Pegel von unterhalb 6 Zoll des flüssigen Abfalls im Tank 3 zu entleeren, da es notwendig ist, daß das Flügelrad 35 vollständig von dem flüssigen Abfall bedeckt ist, damit die Flügelradbaugruppe 18 den flüssigen Abfall 5 abpumpen kann.The lower impeller 35 is keyed to the shaft 27 to prevent relative rotation therebetween and is axially spaced from the upper impeller 33. The upper shroud of the lower impeller 35 is less than 6 inches from the inlet of the suction adapter 55 of the impeller assembly 18. This ensures that the transfer pump 1 is able to empty the tank 3 to a level of less than 6 inches of the liquid waste in the tank 3, since it is necessary that the impeller 35 be completely covered by the liquid waste in order for the impeller assembly 18 to pump out the liquid waste 5.

Die Rippen 59 sind am Saugadapter 55 angeschraubt und dienen als Führungen für die Förderpumpe 1, wenn die Förderpumpe 1 im Tank 3 eingebaut wird, und dienen zur Verringerung der Verwirbelung des flüssigen Abfalls 5, wenn die Förderpumpe 1 bei niedrigen Flüssigabfallpegeln betrieben wird. Das bedeutet, daß bei niedrigen Pegeln der flüssige Abfall 3 zur Wirbelbildung neigt, und die Rippen 59 wirken dem Whirlpool- bzw. Wirbeleffekt entgegen.The ribs 59 are screwed to the suction adapter 55 and serve as guides for the feed pump 1 when the feed pump 1 is installed in the tank 3 and serve to reduce the turbulence of the liquid waste 5 when the feed pump 1 is operated at low liquid waste levels. This means that at low levels the liquid waste 3 tends to swirl and the ribs 59 counteract the whirlpool or vortex effect.

Die Flügelradbaugruppe 18 weist zwei Stufen auf, wobei der erste Diffusorstufenbereich mehrere Flügel hat, die im Zusammenwirken mit dem Gehäuse 53 die Strömung des flüssigen Abfalls vom unteren Flügelrad 35 in das obere Flügelrad 33 um lenken, das mit dem Gehäuse 53 als zweiter gedämpfter Diffusorstufenbereich dient, von welchem der flüssige Abfall nach oben in mehrere Auslaßrohre einer Auslaßbaugruppe (nicht dargestellt) strömt.The impeller assembly 18 has two stages, with the first diffuser stage region having a plurality of vanes which, in cooperation with the housing 53, direct the flow of liquid waste from the lower impeller 35 into the upper impeller 33 by which, with the housing 53, serves as a second dampened diffuser stage region from which the liquid waste flows upward into a plurality of outlet tubes of an outlet assembly (not shown).

Die Flügelradbaugruppe 18 saugt flüssigen Abfall in den Saugadapter 55 durch den ersten Diffusorstufenbereich des unteren Flügelrads 35 und in den zweiten Diffusorstufenbereich des oberen Flügelrads 33 an, wo der größte Teil des flüssigen Abfalls durch die mehreren vertikalen Auslaßrohre der Auslaßbaugruppe (nicht dargestellt) aufgenommen wird. Jedoch wird etwas von dem flüssigen Abfall durch die Schub- und Radiallagerbaugruppen 17 bzw. 15 nach oben und durch den Ringraum gedrückt, der von der Statorkapsel 16 und der Rotorkapsel 25 gebildet wird, wobei die großen Partikel in ihrer Größe durch die Lagerbauteile der Lagerbaugruppen 15 und 17 verringert werden, und wobei der flüssige Abfall den Elektromotor 11 kühlt und auch die Lagerbaugruppen 13, 15 und 17 kühlt und/oder schmiert.The impeller assembly 18 draws liquid waste into the suction adapter 55 through the first diffuser stage region of the lower impeller 35 and into the second diffuser stage region of the upper impeller 33, where most of the liquid waste is collected through the plurality of vertical outlet tubes of the outlet assembly (not shown). However, some of the liquid waste is forced up through the thrust and radial bearing assemblies 17 and 15, respectively, and through the annular space formed by the stator capsule 16 and the rotor capsule 25, with the large particles being reduced in size by the bearing components of the bearing assemblies 15 and 17, and with the liquid waste cooling the electric motor 11 and also cooling and/or lubricating the bearing assemblies 13, 15 and 17.

Die Auslaßbaugruppe (nicht dargestellt) steht mit mehreren Zylinderabschnitten 61 und 63 der Säulenbaugruppe 7 in Verbindung, die in Fig. 1 dargestellt ist, wobei die Zylinderabschnitte 61 und 63 jeweils eine mittige Leitung zur Aufnahme und Führung des flüssigen Abfalls aus der Förderpumpe 1 aufweisen.The outlet assembly (not shown) is connected to a plurality of cylinder sections 61 and 63 of the column assembly 7 shown in Fig. 1, the cylinder sections 61 and 63 each having a central conduit for receiving and guiding the liquid waste from the feed pump 1.

Die Fig. 1, 2, 3 und 3A zeigen eine Saugeinrichtung 65 für variablen Pegel, wobei es sich im wesentlichen um eine einstellbare Saugleitung handelt, welche die vorliegende Erfindung umfaßt.Figures 1, 2, 3 and 3A show a variable level suction device 65, which is essentially an adjustable suction line, which incorporates the present invention.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, umfaßt die Saugeinrichtung 65 für variablen Pegel ein Hydraulikgehäuse 67, das im wesentlichen den unteren Teil der Flügelradbaugruppe 18 einschließlich des unteren Flügelrads 35 umschließt, und eine Teleskoprohrbaugruppe 69, die im wesentlichen eine Saugleitung darstellt. Das Hydraulikgehäuse 67 enthält eine Saug kammer 71 und Saugöffnungen 73. Das Hydraulikgehäuse 67 bildet eine Kammer 71 um das untere Flügelrad 35, aus welcher Kammer 71 das Flügelrad 35 den gepumpten flüssigen Abfall ansaugt, und wobei das Hydraulikgehäuse 67 das Ansaugen entweder vom Boden des Tanks 3 durch die Saugöffnungen 73 oder über die Teleskoprohrbaugruppe 69 ermöglicht.As can be seen particularly from Fig. 2, the variable level suction device 65 comprises a hydraulic housing 67 which essentially encloses the lower part of the impeller assembly 18 including the lower impeller 35, and a telescopic tube assembly 69 which essentially represents a suction line. The hydraulic housing 67 contains a suction chamber 71 and suction openings 73. The hydraulic housing 67 forms a chamber 71 around the lower impeller 35, from which chamber 71 the impeller 35 sucks the pumped liquid waste, and wherein the hydraulic housing 67 enables suction either from the bottom of the tank 3 through the suction openings 73 or via the telescopic tube assembly 69.

Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, besteht die Teleskoprohrbaugruppe 69 aus mehreren vertikalen Rohrabschnitten 75, 77, 79 und 81. Ein innerster Rohrabschnitt 65 weist einen Einlaß 83 auf, und der äußerste Rohrabschnitt 81 ist mit dem Hydraulikgehäuse 67 verschweißt und weist einen Auslaß 84 auf, der in Strömungsverbindung mit der Saugkammer 71 steht, die im Hydraulikgehäuse 67 gebildet ist.As can be seen particularly from Fig. 1, the telescopic tube assembly 69 consists of a plurality of vertical tube sections 75, 77, 79 and 81. An innermost tube section 65 has an inlet 83 and the outermost tube section 81 is welded to the hydraulic housing 67 and has an outlet 84 which is in flow communication with the suction chamber 71 formed in the hydraulic housing 67.

Die Teleskoprohrbaugruppe 69 ist entlang der Säulenbaugruppe 7 und des Motorgehäuses 9 der Förderpumpe 1 montiert und ist über eine Ketten-Ritzel-Baugruppe 85 (Fig. 3) vertikal einstellbar, die von einem Motor 87 (Fig. 1) angetrieben wird, der an einem Montageflansch 89 montiert ist, der die verschiedenen Einrichtungen in dem Abfalltank einschließlich der Förderpumpe 1 in auf dem Fachgebiet bekannter Art und Weise prägt und aufhängt. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, trägt der Flansch 89 auch die elektrischen Anschlußmittel 91 für das elektrische Kabel 23 und das Auslaßrohr 61 der Säulenbaugruppe 7.The telescopic tube assembly 69 is mounted along the column assembly 7 and the motor housing 9 of the feed pump 1 and is vertically adjustable via a chain and pinion assembly 85 (Fig. 3) driven by a motor 87 (Fig. 1) mounted on a mounting flange 89 which supports and suspends the various devices in the waste tank including the feed pump 1 in a manner known in the art. As shown in Fig. 1, the flange 89 also carries the electrical connection means 91 for the electrical cable 23 and the outlet tube 61 of the column assembly 7.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist eine Kette 93 über einen Winkel 95, der die obere Außenfläche des Rohrabschnitts 75 umgreift und daran angeschweißt ist, mit dem innersten Rohrabschnitt 75 verbunden. Die Kette 93 ist über ein Ritzel 94 geführt, das mit dem äußeren Rohrabschnitt 81 verbunden ist, und wird mittels des in Fig. 1 dargestellten Motors 87 angetrieben. Der Betrieb der Ketten-Ritzel-Baugruppe 85 fährt die Rohrbaugruppe 69 aus und zieht sie zurück.As shown in Fig. 3, a chain 93 is connected to the innermost tube section 75 by an angle 95 which wraps around and is welded to the upper outer surface of the tube section 75. The chain 93 is guided by a pinion 94 which is connected to the outer tube section 81 and is driven by the motor 87 shown in Fig. 1. Operation of the chain-pinion assembly 85 extends and retracts the tube assembly 69.

Die Rohrabschnitte 75, 77, 79 und 81 vom äußersten Rohrabschnitt 81 zum innersten Rohrabschnitt 75 haben abnehmende Durchmesser, so daß die Rohrabschnitte 75 bis 81, wenn sie im zusammengeschobenen und auseinandergezogenen Zustand sind, ineinander passen. Das innere Ende jedes Rohrabschnitts 75, 77 und 79 hat einen Flansch, und das äußere Ende jedes Rohrabschnitts 77, 79 und 81 hat einen Flansch, die einander überlappen und mit dem Flansch der Rohrabschnitte 75, 77 und 79 zusammenwirken, um die Rohrabschnitte 75, 77 und 79 ineinander zu halten, wenn die Rohrbaugruppe 69 vertikal nach oben im Tank 1 nach Fig. 1 ausgefahren wird. Fig. 3A zeigt ein Beispiel dieses Zusammenhangs, wo ein äußerer Flansch 78 des Rohrabschnitts 77 den inneren Flansch 76 des Rohrabschnitts 75 überlappt. Die Durchmesser bzw. Bohrungen der Rohrabschnitte 75 bis 81 sind verhältnismäßig klein, betragen beispielsweise etwa zweieinhalb bis vier Zoll, und haben daher enge Toleranzen mit jedem zusammenwirkenden nächsten Rohrabschnitt, was die Leckage durch die Verbindung stellen der Rohrbaugruppe 69 minimiert, und was teilweise die Rohrbaugruppe 69 ausreichend flexibel macht, um sich zufälligen Bewegungen der Säulenbaugruppe 7 anzupassen. Die Rohrabschnitte 75 bis 81 sind konzentrisch über einer Führungsstange 97 angeordnet. Wie immer noch aus Fig. 3A ersichtlich ist, hat der innere Flansch 76 des Rohrabschnitts 75 eine radiale Rippe 80, die geringfügig von der Führungsstange 97 beabstandet ist. Mehrere dieser Radialrippen 80 sind mit Abständen um den Flansch 76 in ähnlicher Weise angeordnet, wie das in Fig. 3A dargestellt ist. Diese Radialrippen 80 sind am inneren Flunch der Rohrabschnitte 75, 77 und 79 vorgesehen und wirken mit der Führungsstange 97 zusammen, um die Rohrbaugruppe 69 zu zentrieren und eine vertikale Führung und Ausrichtung für den Winkel 95 und die Kette 93 beim Anheben und Absenken der Rohrabschnitte 75, 77 und 79 in teleskopartiger Weise mit Bezug auf den feststehenden Rohrabschnitt 81 zu schaffen. Diese Radialrippen in jedem Rohrabschnitt 75, 77 und 79 sind um den jeweiligen inneren Flansch so beabstandet, daß sie in den Bohrungen der Rohrabschnitte 75, 77, 79 und 81 Strömungsbereiche herstellen.The pipe sections 75, 77, 79 and 81 from the outermost pipe section 81 to the innermost pipe section 75 have decreasing Diameter so that the pipe sections 75 to 81, when in the collapsed and expanded condition, fit one inside the other. The inner end of each pipe section 75, 77 and 79 has a flange and the outer end of each pipe section 77, 79 and 81 has a flange which overlap one another and cooperate with the flange of the pipe sections 75, 77 and 79 to hold the pipe sections 75, 77 and 79 together when the pipe assembly 69 is extended vertically upward in the tank 1 of Fig. 1. Fig. 3A shows an example of this relationship where an outer flange 78 of the pipe section 77 overlaps the inner flange 76 of the pipe section 75. The diameters or bores of the tube sections 75-81 are relatively small, for example, about two and one-half to four inches, and therefore have close tolerances with each cooperating next tube section, which minimizes leakage through the joints of the tube assembly 69, and in part, which makes the tube assembly 69 sufficiently flexible to accommodate random movements of the column assembly 7. The tube sections 75-81 are concentrically disposed about a guide rod 97. As can still be seen in Fig. 3A, the inner flange 76 of the tube section 75 has a radial rib 80 slightly spaced from the guide rod 97. A plurality of these radial ribs 80 are spaced about the flange 76 in a manner similar to that shown in Fig. 3A. These radial ribs 80 are provided on the inner flange of the tube sections 75, 77 and 79 and cooperate with the guide rod 97 to center the tube assembly 69 and provide vertical guidance and alignment for the bracket 95 and chain 93 in raising and lowering the tube sections 75, 77 and 79 in a telescopic manner with respect to the fixed tube section 81. These radial ribs in each tube section 75, 77 and 79 are spaced around the respective inner flange to establish flow zones in the bores of the tube sections 75, 77, 79 and 81.

Aus dem oben Gesagten ist ersichtlich, daß die Rohrabschnitte 75, 77 und 79 innerhalb des Rohrabschnitts 81 durch Betätigung der Ketten-Ritzel-Baugruppe 85 nach Fig. 3 ausgefahren und eingezogen werden können. Beim Ausfahren ergreift der Flansch 76 am inneren Ende des innersten Rohrabschnitts 75 den Flansch 78 am äußeren Ende des Rohrabschnitts 77. Eine weitere Aufwärtsbewegung der Kette 93 bewirkt, daß der Rohrabschnitt 77 und 79 in ähnlicherweise angehoben wird. Dieser Prozeß kann fortgesetzt werden, bis alle Rohrabschnitte 75, 77 und 79 aus dem feststehenden Rohrabschnitt 81 ausgefahren sind, wobei der Motor 87 die Kette 93 in dieser festen Position hält. Wie man sieht, wird die Kette 93 betätigt, um die Rohrabschnitte 75, 77 und 79 auszufahren oder zurückzuziehen, und dann in einer gewünschten Position gehalten, um eine feste Länge der Rohrbaugruppe 69 zu erhalten, je nach dem Pegel im Tank 3, auf welchem der flüssige Abfall 5 in den Einlaß 83 des Rohrabschnitts 75 eingesaugt werden soll.From the above it is clear that the pipe sections 75, 77 and 79 can be extended and retracted within the tube section 81 by operation of the chain and pinion assembly 85 of Fig. 3. During extension, the flange 76 on the inner end of the innermost tube section 75 engages the flange 78 on the outer end of the tube section 77. Further upward movement of the chain 93 causes the tube sections 77 and 79 to be raised in a similar manner. This process can be continued until all of the tube sections 75, 77 and 79 have extended from the fixed tube section 81, with the motor 87 holding the chain 93 in this fixed position. As can be seen, the chain 93 is operated to extend or retract the pipe sections 75, 77 and 79 and then held in a desired position to obtain a fixed length of the pipe assembly 69 depending on the level in the tank 3 at which the liquid waste 5 is to be sucked into the inlet 83 of the pipe section 75.

Es wird wiederum auf Fig. 1 Bezug genommen, wonach der Motor 87 die Ketten-Ritzel-Baugruppe 85 betätigt, um fortschreitend die Rohrabschnitte 75, 77 und 79 in und aus dem feststehenden Rohrabschnitt 81 innerhalb eines Bereichs von Flüssigabfallpegeln im Abfalltank 3 anzuheben und abzusenken. Dieser Pegelbereich kann als sich von einer Oberfläche 4, die allgemein als "freie Oberfläche" bezeichnet wird, bis auf eine Bodenfläche reichend definiert werden, die ein paar Fuß vom Boden 6 des Abfalltanks 3 entfernt sein kann, je nach der minimalen Länge der Teleskoprohrbaugruppe 69 im eingefahrenen Zustand. Die Flügelradbaugruppe 18 muß mindestens etwa 6 Fuß vom Boden des Abfalltanks 3 entfernt positioniert sein, damit die Förderpumpe 1 effektiv betrieben werden kann, und die Rohrabschnitte 75, 77 und 79 sind aus einem eingefahrenen Zustand in Rohrabschnitt 81 ausgehend vom oberen Ende bei diesem eingefahrenen Zustand zu jeder beliebigen Höhenposition bis zur oder oberhalb der freien Oberfläche 4 im Tank 3 beweglich. Obwohl hier eine Ketten-Ritzel-Baugruppe 85 erörtert worden ist, ist klar, daß auch andere geeignete Antriebsmittel eingesetzt werden können, beispielsweise eine hydraulische Kolben-Zylinder-Baugruppe.Referring again to Fig. 1, the motor 87 operates the chain and pinion assembly 85 to progressively raise and lower the pipe sections 75, 77 and 79 into and out of the fixed pipe section 81 within a range of liquid waste levels in the waste tank 3. This range of levels may be defined as extending from a surface 4, generally referred to as a "free surface," to a floor surface which may be a few feet from the bottom 6 of the waste tank 3, depending on the minimum length of the telescoping pipe assembly 69 when retracted. The impeller assembly 18 must be positioned at least about 6 feet from the bottom of the waste tank 3 in order to effectively operate the transfer pump 1, and the pipe sections 75, 77 and 79 are movable from a retracted condition in pipe section 81 from the top in that retracted condition to any elevation position up to or above the free surface 4 in the tank 3. Although a chain and pinion assembly 85 has been discussed here, it will be understood that other suitable drive means may be used, such as a hydraulic piston and cylinder assembly.

Wie insbesondere in Fig. 2 dargestellt und oben erörtert worden ist, weist das Hydraulikgehäuse 67 Saugöffnungen 73 auf, die im unteren Teil des Hydraulikgehäuses 67 und nahe des Einlasses des Saugadapters 55 der Flügelradbaugruppe 18 angeordnet sind. Die Saugöffnungen 73 haben jeweils eine Klappe 99, die im Hydraulikgehäuse 67 über eine Betätigungsstange 101 verschiebbar ist, die an der Klappe 99 angeschweißt ist. Die Betätigungsstangen 101 sind miteinander verbunden und wiederum mit einer Betätigungsstange 102 verbunden. Die Betätigungsstange 102 verläuft, wie in Fig. 1 dargestellt ist, vertikal entlang der Säulenbaugruppe 7 und wird über ein von einem Motor 105 angetriebenes Schneckenrad 103 betätigt. Jede Klappe 99 wird bei ihrer vertikalen Bewegung durch ein Winkelteil 107 geführt, das innerhalb des Hydraulikgehäuses 67 angeschweißt ist.As particularly shown in Fig. 2 and discussed above, the hydraulic housing 67 has suction openings 73 located in the lower part of the hydraulic housing 67 and near the inlet of the suction adapter 55 of the impeller assembly 18. The suction openings 73 each have a flap 99 that is slidable in the hydraulic housing 67 via an actuating rod 101 that is welded to the flap 99. The actuating rods 101 are connected to one another and in turn connected to an actuating rod 102. The actuating rod 102 extends vertically along the column assembly 7 as shown in Fig. 1 and is actuated via a worm gear 103 driven by a motor 105. Each flap 99 is guided in its vertical movement by an angle part 107 which is welded inside the hydraulic housing 67.

Es wird nun besonders auf Fig. 1 bezug genommen. Wenn flüssiger Abfall vom Boden des Abfalltanks 3 angesaugt wird, wobei angenommen wird, daß die Laufradbaugruppe 18 nahe dem Boden 6 des Tanks 3 angeordnet ist, werden die Saugöffnungen 73 geöffnet und die Teleskoprohrbaugruppe 69 wird angehoben, bis der Einlaß 83 des Rohrabschnitts 75 sich oberhalb der freien Oberfläche 4 im Abfalltank 3 nach Fig. 1 befindet. Dies erzeugt einen Saugpfad von den Saugöffnungen 73 zum Saugadapter 55 der Flügelradbaugruppe 18, und der flüssige Abfall 3 wird nach oben in die Flügelradbaugruppe 18 eingesaugt und durch die Auslaßleitung in den Rohrabschnitten 61 und 63 der Säulenbaugruppe 7 und aus dem Abfalltank 3 befördert.Referring now particularly to Fig. 1, when liquid waste is sucked from the bottom of the waste tank 3, assuming that the impeller assembly 18 is located near the bottom 6 of the tank 3, the suction openings 73 are opened and the telescopic tube assembly 69 is raised until the inlet 83 of the tube section 75 is above the free surface 4 in the waste tank 3 of Fig. 1. This creates a suction path from the suction openings 73 to the suction adapter 55 of the impeller assembly 18 and the liquid waste 3 is sucked upwards into the impeller assembly 18 and conveyed through the outlet line in the tube sections 61 and 63 of the column assembly 7 and out of the waste tank 3.

Flüssiger Abfall kann von der freien Oberfläche oder von irgendeinem Pegel zwischen der freien Oberfläche bis herab zu einem Pegel angesaugt werden, wo die Teleskoprohrbaugruppe 69 sich im eingefahrenen Zustand befindet und wo der Einlaß 83 des Rohrabschnitts 75 noch in der Lage ist, zum ausreichenden Ansaugen von flüssigem Abfall in das Hydraulikgehäuse 67 zu wirken. In diesem Fall wird der Rohrabschnitt 75 auf den gewünschten Pegel angehoben oder abgesenkt, und die Saugöffnungen 73 im Hydraulikgehäuse 67 werden geschlossen, um eine ge schlossene Schleife zwischem dem Saugbereich des Einlasses 83 des Rohrabschnitts 75 und dem Auslaßbereich durch die Förderpumpe 1 herzustellen. Der flüssige Abfall 5 wird in die Rohrbaugruppe 69, in das Hydraulikgehäuse 67 und in die Flügelradbaugruppe 18 eingesaugt und durch die Säulenbaugruppe 7 ausgestoßen. Während Abschaltvorgängen und allen Pumpenbetriebszuständen der Förderpumpe 1, wo der Saugeinlaß 83 des innersten Rohrabschnitts 75 der Teleskoprohrbaugruppe 69 in den flüssigen Abfall 5 des Abfalltanks 3 eingetaucht ist, ist der Pegel des Abfalls 5 im Tank 3 gleich dem Pegel des Abfalls 5 im Saugeinlaß 83. Wenn die Förderpumpe 1 arbeitet und die Saugöffnugen 73 im Hydraulikgehäuse 67, saugt die Förderpumpe 1 aus dem Hydraulikgehäuse 67 an, das in Verbindung mit dem Saugeinlaß 83 der Teleskoprohrbaugruppe 69 steht.Liquid waste may be sucked from the free surface or from any level between the free surface down to a level where the telescopic tube assembly 69 is in the retracted condition and where the inlet 83 of the tube section 75 is still able to act to sufficiently suck liquid waste into the hydraulic housing 67. In this case, the tube section 75 is raised or lowered to the desired level and the suction openings 73 in the hydraulic housing 67 are closed to ensure a closed loop between the suction region of the inlet 83 of the pipe section 75 and the outlet region through the feed pump 1. The liquid waste 5 is sucked into the pipe assembly 69, into the hydraulic housing 67 and into the impeller assembly 18 and expelled through the column assembly 7. During shutdown operations and all pump operating conditions of the feed pump 1 where the suction inlet 83 of the innermost pipe section 75 of the telescopic pipe assembly 69 is immersed in the liquid waste 5 of the waste tank 3, the level of the waste 5 in the tank 3 is equal to the level of the waste 5 in the suction inlet 83. When the feed pump 1 is operating and the suction openings 73 in the hydraulic housing 67 are closed, the feed pump 1 sucks from the hydraulic housing 67 which is in communication with the suction inlet 83 of the telescopic pipe assembly 69.

Der entwickelte Saugdruck innerhalb des Hydraulikgehäuses 63, von welchem die Pumpe 1 ansaugt, wird nur unwesentlich beeinträchtigt, ob die Pumpe 1 nun durch die Öffnungen 73 im Hydraulikgehäuse 67 oder durch den Saugeinlaß 83 der Teleskoprohbaugruppe 69 ansaugt. Das bedeutet, daß eine Druckdifferenz vorhanden ist, wenn die Pumpe 1 aus dem Saugeinlaß 83 der Teleskoprohrbaugruppe 69 ansaugt und die Saugöffnungen 73 geschlossen sind, gegenüber dem Zustand, wenn die Pumpe 1 aus den Saugöffnungen 73 ansaugt und der Saugeinlaß 83 der Rohrbaugruppe 69 sich außerhalb des Abfalls 5 im Tank 3 befindet. Dies beruht auf dem Druckgefälle in der Rohrbaugruppe 69, wenn die Pumpe 1 Abfall 5 von oberhalb des Hydraulikgehäuses 67 ansaugt und die Öffnungen 73 geschlossen sind. Jedoch ist dieser Druckabfall minimal; er hat sein Maximum bei dem längstem Ausfahren der Teleskoprohrbaugruppe 69, und hat den geringsten Einfluß auf den Saugdruck, da der statische Druck auf der Pumpensaugseite mit der Höhe der Teleskoprohrbaugruppe 69 im Abfalltank 3 zunimmt.The suction pressure developed within the hydraulic housing 63, from which the pump 1 draws, is only insignificantly affected whether the pump 1 draws through the openings 73 in the hydraulic housing 67 or through the suction inlet 83 of the telescopic tube assembly 69. This means that a pressure difference exists when the pump 1 draws from the suction inlet 83 of the telescopic tube assembly 69 and the suction openings 73 are closed, compared to when the pump 1 draws from the suction openings 73 and the suction inlet 83 of the tube assembly 69 is outside the waste 5 in the tank 3. This is due to the pressure drop in the tube assembly 69 when the pump 1 draws waste 5 from above the hydraulic housing 67 and the openings 73 are closed. However, this pressure drop is minimal; it has its maximum at the longest extension of the telescopic pipe assembly 69, and has the least influence on the suction pressure, since the static pressure on the pump suction side increases with the height of the telescopic pipe assembly 69 in the waste tank 3.

Die Geschwindigkeit in dem flüssigen Abfall 5 in der Rohrbaugruppe 69 ist verhältnismäßig niedrig, beispielsweise weniger als 5 Fuß pro Sekunde, was bewirkt, daß der maximale hydraulische Verlust in der Rohrbaugruppe 69 auftritt, wenn der Saugeinlaß 83 an oder nahe der oberen bzw. freien Oberfläche 4 des Abfalls 5 im Tank 3 positioniert ist. Dieser hydraulische Verlust ist minimal. Beispielsweise erzeugt eine 30- Fuß-Säule flüssigen Abfalls 5 in der Rohrbaugruppe 69 (ein hydrostatischer Druck von etwa 11 psi) weniger als 1 psi Druckabfall im Saugdruck im Hydraulikgehäuse 67. Wenn der Pegel des Abfalls 5 im Tank 3 und der eingetauchte Saugeinlaß 83 abgesenkt werden, werden die Druckverluste in der Rohrbaugruppe 69 kleiner und bleiben verhältnismäßig klein im Vergleich zur Größe des hydrostatischen Drucks im Hydraulikgehäuse 67.The velocity in the liquid waste 5 in the pipe assembly 69 is relatively low, for example less than 5 feet per second, which causes the maximum hydraulic loss in the pipe assembly 69 to occur when the Suction inlet 83 is positioned at or near the upper or free surface 4 of the waste 5 in tank 3. This hydraulic loss is minimal. For example, a 30-foot column of liquid waste 5 in pipe assembly 69 (a hydrostatic pressure of about 11 psi) produces less than a 1 psi pressure drop in suction pressure in hydraulic housing 67. As the level of waste 5 in tank 3 and submerged suction inlet 83 are lowered, the pressure losses in pipe assembly 69 become smaller and remain relatively small compared to the magnitude of the hydrostatic pressure in hydraulic housing 67.

Wenn die Förderpumpe 1 durch die Öffnungen 73 ansaugt, befindet sich die empfohlene Position für den Saugeinlaß 83 der Rohrbaugruppe 69 oberhalb der freien Oberfläche 4 im Abfalltank 3. Dies stellt sicher, daß die Pumpe ausschließlich durch die Öffnungen 73 ansaugt. Anderenfalls könnte ein Teil des Ansaugstroms durch den Saugeinlaß 83 angesaugt werden. Bei der angehobenen Position des Saugeinlasses 83 außerhalb des flüssigen Abfalls 5 wird ein kleiner Teil des Saugstroms durch die Spalte zwischen den Rohrabschnitten 75, 77, 79 und 81 eingesaugt, jedoch ist diese Ansaugmenge verhältnismäßig klein (kleiner als 1%) im Vergleich zum Hauptsaugstrom durch die Saugöffnungen 73.When the feed pump 1 draws suction through the openings 73, the recommended position for the suction inlet 83 of the pipe assembly 69 is above the free surface 4 in the waste tank 3. This ensures that the pump draws suction exclusively through the openings 73. Otherwise, a portion of the suction flow could be drawn through the suction inlet 83. With the raised position of the suction inlet 83 outside the liquid waste 5, a small portion of the suction flow is drawn through the gaps between the pipe sections 75, 77, 79 and 81, but this amount of suction is relatively small (less than 1%) compared to the main suction flow through the suction openings 73.

Wie insbesondere in Fig. 2 dargestellt ist, hat die Bodenwand 68 des Hydraulikgehäuses 67 die Konfiguration eines kopfstehenden "V", was zum Richten der Strömung des Abfalls 5 in die Flügelradbaugruppe 18 beiträgt.As particularly shown in Fig. 2, the bottom wall 68 of the hydraulic housing 67 has an inverted "V" configuration which helps to direct the flow of waste 5 into the impeller assembly 18.

Der unterste Saugpegel der Teleskoprohrbaugruppe 69 ist durch die Länge des untersten Rohrabschnitts 81 begrenzt. Allgemein beträgt der unterste Saugpegel der Rohrbaugruppe 69 ein paar Fuß, beispielsweise etwa 3 bis 4 Fuß oberhalb des Bodens 4 des Tanks 3. Der unterste Saugpegel zum Ansaugen des Abfalls 5 durch die Saugöffnungen 73 im Hydraulikgehäuse 67 beträgt mehr als 6 Zoll vom Boden 4 des Tanks 3, da die Flügelradbaugruppe 18 mindestens 6 Zoll vom Boden des Abfalls 5 entfernt sein sollte, damit die Pumpe 1 richtig arbeitet.The lowest suction level of the telescopic tube assembly 69 is limited by the length of the lowest tube section 81. Generally, the lowest suction level of the tube assembly 69 is a few feet, for example about 3 to 4 feet above the bottom 4 of the tank 3. The lowest suction level for sucking the waste 5 through the suction openings 73 in the hydraulic housing 67 is more than 6 inches from the bottom 4 of the tank 3 because the impeller assembly 18 is at least 6 inches from the bottom of the waste 5. for pump 1 to work properly.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die Ansaugeinrichtung 69 für variablen Pegel nach der vorliegenden Erfindung im Einsatz in Verbindung mit einer Förderpumpe 111 der Spindelwellenbauart. Die Einrichtung 69 ist ähnlich derjenigen nach den Fig. 1 bis 3A, und deshalb bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten. Die Förderpumpe 111 weist einen Elektromotor 113, eine Säulenbaugruppe 115, durch welche eine Spindelwelle 117 verläuft, und eine Flügelradbaugruppe 119 auf, die durch die Spindelwelle 117 elektrisch mit dem Motor 113 verbunden ist.Figures 4 and 5 show the variable level suction device 69 of the present invention in use with a spindle shaft type feed pump 111. The device 69 is similar to that of Figures 1 through 3A and therefore like reference numerals indicate like components. The feed pump 111 includes an electric motor 113, a column assembly 115 through which a spindle shaft 117 extends, and an impeller assembly 119 electrically connected to the motor 113 through the spindle shaft 117.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist der Motor 113 an einem Montageflansch 121 außen und am oberen Ende des Abfalltanks 123 montiert, wo er luftgekühlt wird. Die Säulenbaugruppe 115 verläuft in den Abfalltank 123 zum Positionieren der Flügelradbaugruppe 119 in dem flüssigen Abfall 125 im Abfalltank 123. Wie bei der Säulenbaugruppe 7 der Förderpumpe 1 nach Fig. 1 kann die Anzahl der Rohrsegmente der Säulenbaugruppe 115 gewählt werden, um eine gewünschte feste Länge für die Förderpumpe 111 nach Fig. 4 zu erhalten.As shown in Fig. 4, the motor 113 is mounted on a mounting flange 121 external to and at the top of the waste tank 123 where it is air cooled. The column assembly 115 extends into the waste tank 123 for positioning the impeller assembly 119 in the liquid waste 125 in the waste tank 123. As with the column assembly 7 of the transfer pump 1 of Fig. 1, the number of tube segments of the column assembly 115 can be selected to obtain a desired fixed length for the transfer pump 111 of Fig. 4.

Beim Einsatz der Einrichtung 69 nach der vorliegenden Erfindung positioniert diese feste Länge die Flügelradbaugruppe vorzugsweise nahe am Tankboden 6, um flüssigen Abfall aus diesem Bereich anzusaugen, denn die Einrichtung 69 zum Ansaugen von flüssigem Abfall aus einem Bereich oberhalb des Hydraulikgehäuses 67 in der oben mit Bezug auf die Einrichtung 69 für die Förderpumpe 1 nach den Fig. 1 bis 3A betrieben wird.When using the device 69 according to the present invention, this fixed length preferably positions the impeller assembly close to the tank bottom 6 for sucking liquid waste from that area, since the device 69 is operated for sucking liquid waste from an area above the hydraulic housing 67 in the manner described above with reference to the device 69 for the feed pump 1 of Figures 1 to 3A.

Das Hydraulikgehäuse 67 umschließt die Flügelradbaugruppe 119, die in Strömungsverbindung mit der Ausstoßleitung steht, die in auf dem Fachgebiet bekannter Weise durch die Säulengruppe 115 verläuft.The hydraulic housing 67 encloses the impeller assembly 119 which is in fluid communication with the discharge line extending through the column assembly 115 in a manner known in the art.

Bei dieser Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 wird die Saugeinrichtung 69 für variablen Pegel in einer Weise betrieben, die ähnlich der zuvor mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3A für die eintauchbare Förderpumpe mit gekapseltem Motor beschriebenen Weise ist, wobei der flüssige Abfall durch die Flügelradbaugruppe 119 angesaugt und nach oben in die und durch die Säulenbaugruppe 115 der Förderpumpe 111 befördert wird.In this embodiment according to Fig. 4 and 5, the Variable level suction device 69 is operated in a manner similar to that previously described with reference to Figs. 1 to 3A for the submersible, enclosed motor transfer pump, with the liquid waste being sucked by the impeller assembly 119 and conveyed upwardly into and through the column assembly 115 of the transfer pump 111.

Es ist auch erkennbar, daß die Saugeinrichtung 69 für variablen Pegel nach der vorliegenden Erfindung mit irgendeiner Pumpenbauart zum Ansaugen von Flüssigkeiten oder Medien aus einem Behälter eingesetzt werden kann.It will also be appreciated that the variable level suction device 69 of the present invention may be used with any type of pump for suctioning liquids or media from a container.

Während spezifische Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen beschrieben worden sind, ist für den Fachmann klar, daß verschiedene Modifikationen und Alternativen der Beschreibung zum Schutzbereich der Erfindung gehören, wie sie durch die Patentansprüche definiert ist.While specific embodiments of the invention have been described in detail, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and alternatives to the description are within the scope of the invention as defined by the claims.

Claims

1. A device for pumping liquid from a selected level in a selectable range of levels from a free surface to the bottom of a container (3), the device comprising:

A submersible pump (1) positioned near the bottom of the tank,

an adjustable suction line (65) with an inlet and an outlet (84), the outlet being connected to the submersible pump,

Positioning means (85) connected to the adjustable suction line for adjusting the position of the inlet to the selected liquid level in the container, and

a discharge line (61) leading from the submersible pump out of the liquid,

wherein the submersible pump sucks the liquid at the selected level in the selected area through the inlet of the adjustable suction line to pump the liquid out through the discharge line of the submersible pump.

2. The device of claim 1, wherein the discharge line hangs from above the container and extends downwards to the bottom and supports the submersible pump near the bottom of the container.

3. Device according to claim 2, wherein the adjustable suction line is extendable and retractable by the positioning means.

4. Device according to claim 3, wherein the adjustable suction line comprises a telescopic tube arrangement (69) with a plurality of telescopic tube sections (75, 77, 79 and 81), of the inner having the inlet and the outer having the outlet, and wherein the positioning means comprises means (85) for extending and retracting the telescopic tube sections for adjustably positioning the inlet to the selected liquid level.

5. Device according to claim 4, wherein the positioning means further comprise guide means (78, 76) which guide the telescopic tube sections along a substantially vertical path.

6. Device according to claim 5, wherein the guide means comprise a substantially vertical rod (97) around which the telescopic tube sections are mounted.

7. Device according to claim 6, wherein the means for extending and retracting the telescopic tube sections comprise movable means (113) mounted above said free surface and drive means (117) connected to the movable means and to at least one telescopic tube section.

8. Device according to claim 7, wherein the drive means comprise a flexible component which is guided in a loop by the movable means and a roller arranged near the submersible pump and is connected to at least one telescopic tube section.

9. Device according to claim 6, wherein the submersible pump further comprises an impeller and a motor connected to the impeller for driving the impeller, and wherein the adjustable suction line further comprises:

a hydraulic housing (67) in flow connection with the outlet (84) of the exterior of the tube sections of the telescopic tube arrangement and with a suction chamber which encloses the flail wheel of the submersible pump,

a suction opening in the hydraulic housing near the impeller, and

Means for selectively opening and closing the suction opening, and

wherein the outlet of the adjustable suction pipe is structured so that it communicates with the suction chamber above the suction opening of the hydraulic housing.

10. Device according to claim 9, wherein the means for selectively opening and closing the suction opening are slide means,

further an actuating rod connected to the slide means, and

drive means arranged above said free surface to actuate the actuating linkage and to displace the slide means vertically.

11. The device of claim 1, wherein the submersible pump is a submersible encapsulated motor transfer pump, wherein the liquid is radioactive waste, and wherein the container is a waste tank.

12. The device of claim 1, wherein the submersible pump is a screw shaft transfer pump, wherein the liquid is radioactive waste, and wherein the container is a waste tank.

13. The device of claim 1, wherein the adjustable conduit comprises a plurality of telescoping tube sections.

14. Device according to claim 13, wherein the positioning means comprise guide means which guide the telescopic tube sections on a substantially vertical path.

15. Device according to claim 14, wherein the guide means comprise a substantially vertical rod on which the telescopic tube sections are vertically displaceable.

16. Device according to claim 15, wherein the positioning means comprise a drive chain for vertically displacing the telescopic tube sections along the substantially vertical rod.