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Tauchpumpe Der Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen,
verhältnismäßig billigen Pumpe zur Förderung von Flüssigkeiten, vorwiegend von Wasser,
für den Fall, (laß es sich tun geringe Förderhöhen, jedoch um größere Fördermengen
handelt.
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Unter den vielen Pumpenarten treten besonders die Kreiselpumpen durch
ihre starke Verbreitung hervor. Sie besitzen den Vorteil, an Elektromotore oder
Turhincn uninittclhar angeflanscht werden zu können, und sind, da sie schnell laufend
und ohne hin und her gellende `lassen und ohne Ventile sind, meist billiger und
einfacher als dieKolhenpumpen.Diesen gegenüber haben sie aber auch manche Nachteile.
So sind sie meist nicht selbstansaugend, und ihr Wirkungsgrad ist ziemlich gering.
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Die Kreiselpumpen lassen sich etwa nach folgenden Gruppen einteilen:
a) Propellerpumpen für sehr geringe Drücke und große -Mengen, h) Schraubenpumpen
für ettvas höhere Drücke, aber kleinere Mengen, c) Zentrifugalpumpen für höhere
und hohe Drücke und jede Fördermenge, d) Sonderbauarten, z. ß. Wasserringpumpen
usw.
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Für das Druckgebiet zwischen r und 5 atü werden heute Zentrifugalpumpen
verwendet, die stark nach hinten gekrümmte Schaufeln besitzen. Diese
Maschinen
sind verhältnismäßig schwer und darum teuer. Die Pumpe, die den Gegenstand dieser
Erfindung bildet, soll diesbezüglich eine Verbesserung schaffen. Sie eignet sich
besonders für geringe Drücke, bis etwa 5 atü, kann für Förderung sehr großer Flüssigkeitsmengen
entworfen werden und vermeidet dennoch das schwere und teuere Gehäuse. Bei ihr strömt
das Wasser (oder eine andere Flüssigkeit) von außen nach innen, also der Fliehkraft
entgegen. Dadurch ist es möglich, trotz großer Drehzahl und großer Durchmesser der
Laufräder dennoch hohen Druck zu vermeiden. Da die Flüssigkeit bei dieser Pumpe
nicht erst nach außen geschleudert wird, sondern im Inneren zusammengehalten wird,
so sind die benetzten Flächen im Verhältnis zur Fördermenge verhältnismäßig klein.
Das wirkt sich aber günstig auf den Wirkungsgrad aus.
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Zur Veranschaulichung der Arbeitsweise dieser Pumpe, die sich besonders
günstig als Tauchpumpe gestalten läßt, dienen die Abb. i bis 6. Die Abb. i zeigt
eine solche Pumpe im Längsschnitt schematisch dargestellt; Abb.2 und 3 sind zwei
Querschnitte hierzu; Abb. 4 zeigt die geometrische Darstellung von Umfangsgeschwindigkeit,
Relativgeschwindigkeit und Absolutgeschwindigkeit beim Eintritt und beim Austritt
aus den Schöpfschaufeln; Abb. 5 veranschaulicht schematisch die Führung der Flüssigkeit
in der vorgeschlagenen Form im Gegensatz zu der üblichen Zentrifugalpumpe; Abb.6
stellt in schematischer Form die Wirkung der Schöpfschaufel, die der Fliehkraft
entgegenwirkt, dar.
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Hierin bedeutet i einen Drehkörper, der mit den Laufschaufeln 16 und
deren Deckelring 2 fest verbunden ist, 3 eine feststehende Wasserführung, die mit
denLeitschaufeln7, dem Kreuz6 und der Lagerbüchse 5 fest verbunden ist, 15 eine
drehende Stahlwelle, die mit dem Drehkörper i und dem Zapfen 8 fest verbunden ist,
9 eine Riemenscheibe, die mit der Schraubenmutter i i an das Kugellager 13 angedrückt
wird, 13 ein Kugellager, das in der Lage ist, sowohl senkrechte als auch waagerechte
Beanspruchungen aufzunehmen, 14 ein Pumpenrohr, in dem das Wasser nach oben steigt,
das mit dem Deckel io, der gegebenenfalls noch eine Stopfbüchse trägt, verschlossen
ist, 17 ein Wassergefäß (Brunnen), 18 das Schema einer Zentrifugalpumpe, i9 das
Schema der vorgeschlagenen Pumpe, 2o bis 24 Rohre, die sich in einer Flüssigkeit
um einen senkrechten Zapfen drehen.
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Die Tauchpumpe nach Abb. i bis 3 arbeitet wie folgt. Die Laufschaufeln
(Schöpfschaufeln) 16 werden durch die Riemenscheibe 9, den Bolzen 8, die Welle 15
und den Drehkörper i in schnelle Drehung um die Vertikalachse versetzt. Dadurch
wird die Flüssigkeit, die sich im Becken in Ruhe befindet und gegebenenfalls auch
an der Drehung vor dem Eintritt in die Pumpe noch durch feststehende Bleche verhindert
wird, von den Laufschaufeln nach innen gepreßt. Dabei nimmt die absolute Geschwindigkeit
der Flüssigkeit (c, in Abb. 4) zu (auf c. in Abb. 4). Die Flüssigkeit wird nun im
Inneren der Pumpe durch entsprechend geformte Leitschaufeln nach oben gelenkt, und
schließlich wird die Geschwindigkeitsenergie der Flüssigkeit durch allmähliche Querschnittserweiterung
in bekannter Weise in Druckenergie umgewandelt. Die Flüssigkeit steigt dann nach
oben und kann der Pumpe entnommen werden.
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Aus Abb. 5 ist ersichtlich, daß bei der üblichen Zentrifugalpumpe
i8 infolge Verteilung des Wassers an die Peripherie und der dabei vorhandenen hohen
Geschwindigkeit eine erheblicheFlüssigkeitsreibung an der Wand in Kauf genommen
werden muß. Bei der vorgeschlagenen Tauchpumpe i9 dagegen ist der Eintrittsquerschnitt
im Verhältnis zum Austrittsquerschnitt groß. Die benetzte Fläche ist also an der
Stelle hoher Geschwindigkeit verhältnismäßig klein. Das wirkt sich auf den Wirkungsgrad
günstig aus.
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Aus Abb.6 ist ersichtlich, wie aus der reinen Schöpfschaufel 2o über
die Form 21 schließlich eine Schöpfschaufel 24 entsteht, die die Flüssigkeit entgegen
der Fliehkraft nach innen fördern kann, während im Falle 22 nur die Fliehkraft zur
Geltung kommt und sich im Falle 23 beide Kräfte (Zentrifugalkraft und Stau auf die
Schöpfschaufel) das Gleichgewicht halten.
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Die hier vorgeschlagene Pumpe läßt sich naturgemäß in vieler Hinsicht
verschieden gestalten. So kann der Antrieb statt durch eine Riemenscheibe durch
einen Motor direkt erfolgen. Es lassen sich außerhalb der Laufschaufeln noch Saugkörbe
oder Bleche anbringen. Es lassen sich solche Pumpen auch zwecks größerer Förderleistung
hintereinander- oder nebeneinanderschalten.