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Selbstansaugende Kreiselpumpe Die Erfindung bezieht sich auf .eine
selbstansaugende Kreiselpumpe mit Einrichtung zum Umlaufen des Vorratswassers zwischen
der Druck- und Saugseite während der Ansaugzeit. Es ist bekannt, zur Umschaltung
der Pumpe vom Ansaugbetrieb auf normalem Förderbetrieb ein Ventil vorzusehen, das
die Umlaufleitung selbsttätig schließt.
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Die Erfindung bezweckt, eine, Pumpe zu schaffen, bei der ohne periodische
Unterbrechungen im Vorgang des Selbstansaugens, wie sie bei bekannten Pumpen beobachtet
warden, und unabhängig vom Gegendruck auf der Druckseite die Umschaltung auf normalen
Förderbetrieb zur richtigen Zeit stattfindet, also stets dann, wenn nach
Ablauf der Ansaugzeit die Pumpe ohne Umlauf des Vorratswassers ordnungsmäßig weiterfördern
kann. Die Erfindung beruht auf der Ausnutzung des Strömungsdruckes des beim Selbstansaugen
in der Pumpe kreisenden Wassers. Sie besteht darin, daß mit dem Ventil eine Schaufel
verbunden ist, die durch die strömende Flüssigkeit gesteuert wird, ,vob i in an
sich bekannter Weise der Ouerschnitt der Umlaufleitung geringer ist al_s der Querschnitt
der Saug- oder Druckleitung. Diese Einrichtung wirkt in folgender Weise:
leim
Anlaufen der Pumpe ist das Ventil offen, so daß das Vorratswasser in derPumpe kreist
und dabei Luft aus der Saugleitung ansaugt, die sich dem Vorratswasser beimischt.
Je geringer im Verlauf der Ansaugzeit der Luftgehalt in dem umlaufenden Vorrats_
wasserwird, um so größer ist der Strömungsdruck, bis schließlich nur noch Wasser
angesaugt wird und der Druck so stark gewachsen ist, daß er mittels der Schaufel
das Ventil schließt und damit auf normalen Förderbetrieb umschaltet. Der Strömungsdruck
ist, abgesehen von der h-Ienge der das Vorratswasser durchsetzendenLuft, abhängig
nur von der Strömungsgeschwindigkeit, diese aber ist im wesentlichen nur abhängig
von der Pumpendrehzahl, während sie sich mit dem Druck in der Druckleitung nur unwesentlich
ändert.
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Durch die erwähnte, an sich bekannte Ver-"iigung des Ouerschili.ttes
der Umlaufleitung, wird der erforderliche Unterdruck zum Ansaugeii der Luft aus
der Saugleitung erzeugt und die Gleichförmigkeit des . Alisa.ugvorgaliges gewährleistet.
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Würde man die Verengung fortlassen, so würde das Vorratswasser ohne
Erzeugung einer nennenswerten Sauwirkung in der Saugleitung im Leerlauf' in der
Pumpe kreisen. Bestenfalls würde der Vorgang des Selbstansaugens wie bei einer bekannten
Pumpe periodische Unterbrechungen erleiden, wobei sich das im Rücklaufweg angeordnete
Ventil fortwährend öffnet und schließt, bis die Selbstansaugung beendet ist. Die
Umschaltung des Ventils würde, also verfrüht stattfinden. Dadurch würde die Zeit,
die bis zum Einsetzen der gewöhnlichen Förderung vergeht, verlängert werden. Außerdem
würde sich das Ventil infolge seiner dauernden -Hinundherbewegung während des Selbstansaugens
schnell abnutzen.
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Eine Pumpe mit selbsttätig schließendem Ventil und verengtem Querschnitt
der Umlaufleitung ist bekannt. Bei einer Ausführung dieser Pumpe besteht das Ventil
aus einer Glocke, die gegen den Druck in der Druckleitung gehoben werden muß. Bei
einer anderen Ausführung bestellt das Ventil aus einem im Druckraum angeordneten,
v°or der Mündung der Umlaufleitung liegenden Ventilkegel, der durch Federkraft offen
gehalten werden soll, solange der Druckunterschied zwischen Saug- und Druckseite
die; Saughöhe nicht erreicht. Bei beiden Ausführungen ist die Schließung des Ventils
daher vom Druck in der Druckleitung abhängig.
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Um bei der Pumpe nach der Erfindung den Strömungswiderstand im Innern
der Pumpe nach Beendigung des Selbstansaugens möglichst zll vermindern, ordnet man
die Schaufel zweckmäßig so all, daß sie den Ströinungsduersclinitt freigibt, wenn
das Ventil geschlossen ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Fig. i ist eine teilweise gebrochene raumbildliche Darstellung der
Kreiselpumpe, Fig.2 ein senkrechter Querschnitt dlircli die Pumpe nach Fig. 1, Fig.
3 ein Schnitt nach Linie 3-3 ill Fig. 2, Fig.4 eine raumbildliche Darstellung der
Gesamtanordnung, Fig. 5 ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform, Fig.6
ein Längsschnitt durch eilte dritte Ausführungsform und Fig. 7 eine Seitenansicht
der Pumpe nach Fig. 5.
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Das äußere Gehäuse i der Pumpe nach Fig. i bis q. ist oben an seiner
einen Seite mit einer Einlaßöffnung 2 mit Rückschlag-, ventil3 versehen, die mit
der Saugleitung.l verbunden ist, welche an ihrem unteren Ende finit einem Seiber
411 zur Abhaltung von Sand versehen sein kann (Fig. d.). Eine Auslaßöffnung 5 ist
oben auf dem Gehäuse i angeordnet.
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Das Laufradgehäuse 6 liegt im Gehäuse i und hat Spiralform. Es ist
wesentlich schmaler als das äußere Gehäuse der Maschine und liegt mehr im unteren
Bereich. Seine Auslaßöffnung 7 mündet in einen Behälter, der zur Aufnahme des Vorratswassers
dient und vom Gehäuse i umschlossen ist. Die Mündung der Auslaßöffnung 7 liegt unmittelbar
am Boden dieses Behälters. Das Laufradgehäuse 6 weist ferner eine Strahlöffnung
b auf, die in der inneren Seitexlwand liegt und durch die das Wasser austreten kann.
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Zum Antrieb des Laufrades 9 (Fig. 3) mit seinen Schaufeln io dient
eine Welle i i, die mit einem Motor i- gekuppelt ist.
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Ein Teil des Vorratsbehälters 13 liegt oberhalb, ein andererTeil lq.
neben der Laufradkammer. Der Vorratsbehälter steht ständig durch den Auslaß 5 in
Verbindung mit dem Druckrohr. Ist die Pumpe voll in Betrieb, so strömt das Wasser
voll der Auslaßöffnung 7 der Laufradkammer aufwärts längs der Wandung 15 durch die
Öffnung 5 n.acll außen.
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An die Saugleitung 2 schließt sich eine Kammer 16. In der Nähe ihres
Bodens und etwa in der Achse des Laufrades liegt eine Au:slaßöffnulig 17. Die Kammer
16 ist all ihrem Boden finit einem Durchlaß l8 für das Vorratswasser versehen, durch
den es vom Vorratsbehälter in die Kammer 16 und voll dort in die Laufradkammer strömen
kann. Die Hölle der Saugkammer kann so groß gemacht werden, daß ein Rückschlagventil
in
der Saugleitung überflüssig ist und daß das Vorratswasser niemals
aus der Kammer 16 in die Saugleitung gesaugt wird.
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An den Durchlaß 18, der z. B. von einer Büchse i9 gebildet wird, schließt
sich, vorteilhaft ein Krümmer 2o an, der den Wasserstrahl gegen die Öffnung 17 in
die Laufradl:ammer richtet, ihn also von der Einlaßöffnung 2 fernhält.
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Zum Abschluß der Durchlaßöffnung 18 dient eine schwenkbar am Boden
der Kammer 16 mittels. Gummigelenkes 2a befestigte Platte 21, die in der unteren
Stellung (in Fig. 3 in vollen Linien) dem Durchlaß 18 offen läßt, so daß das Vorratswasser
aus dem Vorratsbehälter durch den Krümmer 2o in die Kammer 16 und die Laufradkammer
treten kann. Wird die Platte 21 in die in Fig. 3 mit gestricheltem. Linien dargestellte
Lage gehoben, so deckt sie die Öffnung 18 ab und sperrt den Durchtritt des Wassers.
Eine kleine Offnung 23 in der Platte 2i stellt bei geschlossenem Durchlaß noch eine
Verbindung zwischen der Kammer 16 und dem?. Vorratsbehälter her, so, daß der Druck,
der das Ventil geschlossen hält, etwas vermindert wird. Dadurch soll das selbsttätige
Öffnen des Ventils erleichtert werden.
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Die Platte 21 ist mit einer seitlich hervorstehenden Schaufel a4.
(Fig. 2) versehen, die vor. der Auslaßöffnung 7 der Laufradkammer hineinragt, wenn
die Platte 2i s,ich in ihrer unteren Stellung befindet. Bewegt sich die Platte in
die obere Stellung, so geht die Schaufel24 aus der Strömung heraus.
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Damit das Ventil richtig beeinflußt wird, sitzt an der Platte 2i ein
Gewicht 25, dessen Größe den Augenblick bestimmt, in dem die Pumpe umgeschaltet
werden soll. Das Gewicht legt also einerseits den Zeitpunkt fest, wo die Selbstansaügung
unterbrochen wird, und ferner den Zeitpunkt, wo der Durchlaß 18 geöffnet und erneut
selbsttätig angesaugt wird.
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Die Platte 2i befindet sich anfänglich in der unteren Stellung. Beginnt
das Laufrad io sich zu drehen., so wird das Vorratswasser durch den Durchlaß 18
in die Laufradkammer gesaugt. Von dort strömt es durch die Auslaßöffnung 7 zurück
in den Vorratsbehälter und wieder durch den Durchlaß 18. Während dieses Umlaufes
wird die Luft aus der Saugleitung abgesaugt. Dabei bleibt die Platte 2i ständig
offen. Die enge Gestaltung des Durchlasses i8 läßt nur eine bestimmte Menge Wasser
je Zeiteinheit durch. Diese Drosselung verhindert ein Abreißen der Strömung und
eine Unteerbrechung des Luftansaugens. Gegen Ende nimmt die dem kreisenden Wasser
beigemengte Luftmenge ab. In einem bestimmten Augenblick ist dann der Strömungsdruck
auf die Schaufel 24 so stark, daß die, Platte 2 1 angehoben wird und den Durchlaß
i8 schließt. In der Schließlage wird sie durch Sauwirkung gehalten. Die Pumpe läuft
dann in gewöhnlicher Weise weiter und fördert in die bei 5 angeschlossene Druckleitung.
Wird die Pumpe stillgesetzt oder tritt Luft von hinten in die Saugleitung ein, so
bewegt sich die Platte 21 abwärts und öffnet den Durchlaß 18. Die Selbstansaugung
beginnt dann von neuem.
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Bei der Ausführung nach Fi.g. 5 bis 7 sitzt das Laufrad 3o auf einer
Welle 31, die mittels einer Stopfbüchse 32 durch die Wandung 33 der Laufradkammer
34 ragt. Die Auslaßöffnung 35 (Fig. 7) der Laufradkammer führt in einen oberhalb
liegenden Behälter 36 zur Aufnahme des Vorratswassers.
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Oberhalb der Mündung des Kanals 35 liegt die Auslaßöffnung 37 des
Behälters 36. Der Durchlaß 43 führt vom Behälter 36 zu einer Kammer 38, die mit
der Laufradkammer durch eine Öffnung 40 verbunden ist. Oben in die Kammer 38 mündet
die Saugleitung 41 mit Seih--r42 und gegebenenfalls mit Rückschlag ventil.
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Der Durchlaß 43 wird von einem Ventil gesteuert, das von einer zentrisch
drehbar gelagerten Platte 44 gebildet wird, die in Fig. 5 in geschlossener Stellung
mit ausgezogenen Linien und in geöffneter Stellung mit gestrichelten Linien gezeichnet
ist. DieVentilplatte 44 ist mit einer Gewichtsstange 45, 46 verbunden. Unten an
der Platte 44 sitzt eine Platte 47, deren äußerer Teil 48 in einem stumpfen
Winkel zu den übrigen Teil der Platte angeordnet ist und die eigentliche Schaufel
bildet.
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Ist das Ventil 44 geöffnet, um Vorratswasser aus dem Behälter 36 in
die Saugkammer und von dort in die Laufradkammer traten zu lassen, so ragt, wie
Fig. 5 zeigt, die Schaufel 48 teilweise in den Flüssigkeitsstro,m. Läuft die Pumpe
an, so wird das Vorratswasser unter Absaugung von Luft aus der Saugleitung 4, in
die Laufradkammer gesaugt. Flüssigkeit und Luft werden aus der Laufradkammer durch
den Kanal 35 in den Behälter 36 gedrückt. Dort steigt die Luft nach oben,
während die Flüssigkeit durch die Öffnung 43 in die Saugkammer zurückkehrt. Ist
die Absaugung von Luft beendet, so hebt der dynamische Druck der Strömung auf die
Schaufel 48 die Platte 47 gegen das Gewicht 46 an und: schließt das Ventil 44. Die
Pumpe arbeitet dann in gewöhnlicher Weise weiter, bis erneute Selbstansaugung notwendig
ist. Dabei öffnen das Gewichst 46 das Ventil 44. Bei geschlossenem Ventil liegt
die Platte 47 praktisch außerhalb des Stromes.
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Die Ausführung nach Fig. 6 unterscheidet
sich von
der nach Fig. 5 durch größere Höhe der Kammer 38«. Das gibt die Möglichkeit, auf
ein Rückschlagventil in der Saugleitung zu verzichten. Außerdem wird ein Rücktritt
des Wassers aus der Kammer 3811 in die Saugleitung verhindert.