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Pumpe Die Erfindung bezieht sich auf Pumpen derjenigen Bauart, bei
der in einer Verdrängungskammer ein Exzenter drehbar angebracht ist, der an den
`'Fänden der Kammer mit zwei gegenüberliegenden Punkten seines Umfangs sowie mit
seinen Seitenflächen anliegt, derart, daß ein im wesentlichen flüssigkeitsdichter
Abschlug entsteht, wobei die Kammer sich in der Drehebene des Exzenters hin und
her bewegen kann und dabei Einlaß- und Auslaßöffnungen öffnet und schließt, wodurch
die erforderliche Verdrängungswirkung erzeugt wird, und bei der die Verdrängungskammer
und ihr zugeordneter Exzenter in einem äußeren Gehäuse untergebracht sind. Ein Ausführungsbeispiel
einer derartigen Pumpe ist in der britischen Patentschrift 592 432 beschrieben,
und zwar ist bei dieser Ausführung die schwingende Verdrängungskammer auf der Hochdruckseite
der Maschine angeordnet, wobei der Druck des geförderten Mittels dazu dient, eine
flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen der Verdrängungskammer und einer Platte oder
einem sonstigen Organ aufrechtzuerhalten, an dem die Verdrängungskammer gleitend
anliegt, und zugleich einen dünnen Flüssigkeitsfilm zwecks Schmierung zwischen den
gegeneinander beweglichen Teilen zu erzeugen. Bei Verwendung derartiger Pumpen zur
Förderung von eine Schleifwirkung besitzenden Flüssigkeiten, beispielsweise Flüssigkeiten
wie Wasser, die körnige Stoffe, wie Kohlegrieß, in Suspension enthalten, besteht
die Gefahr, daß die körnigen Stoffe zwischen die arbeitenden Flächen des Pumpengetriebes
und in die Wellendichtung gelangen und eine übermäßige Abnutzung der Pumpenteile
stattfindet.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Pumpe der angegebenen Bauart zum
Betrieb mit Flüssigkeiten
von grießartiger Beschaffenheit oder mit
Flüssigkeiten, die Stoffe enthalten, welche eine schädliche Wirkung auf die Arbeitsflächen
der Pumpe ausüben können, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die gepumpte Flüssigkeit
zum Pumpenauslaß gelangt, ohne in den die arbeitenden Teile enthaltenden "feil des
Pumpengehäuses einzudringen, während dieser die arbeitenden Teile enthaltende Gehäuseteil
mit reiner Flüssigkeit beschickt wird zu dem Zweck, auf den Arbeitsflächen einen
Schmierfilm aus reiner Flüssigkeit zu erhalten, wobei diese Flüssigkeit entweder
einer besonderen Quelle für frische Flüssigkeit oder aus der gepumpten Flüssigkeit
entnommen und nötigenfalls gefiltert wird, um sie in reinem Zustand in den die arbeitenden
Teile enthaltenden Gehäuseteil der Pumpe einzuführen.
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Diese Anordnung unterscheidet sich von der früheren dadurch, daß dort
die gepumpte Flüssigkeit notwendigerweise den die arbeitenden "feile enthaltenden
Gehäuseteil passiert, während bei der vorliegenden Anordnung die gepumpte Flüssigkeit
das Gehäuse umgeht, so daB letzteres für die Aufnahme der reinen Flüssigkeit frei
bleibt.
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Obgleich die Anordnung nach der Erfindung in erster Linie für den
Betrieb mit solchen Flüssigkeiten bestimmt ist, die körnige oder andere Stoffe in
Suspension enthalten, kann die Pumpe auch für die Förderung von Flüssigkeiten verwendet
werden, die eine so viskose Beschaffenheit zeigen, daß sie für die Erzeugung eines
Flüssigkeitsfilms auf den Gleitflächen und zwischen den beweglichen Pumpenteilen
ungeeignet sind oder der Bewegung der Teile einen übermäßigen Widerstand entgegensetzen.
In diesem Fall wird gemäß der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß ein Anteil
der gepumpten Flüssigkeit für die Schmierung verwendet wird und daß dieser Flüssigkeitsanteil
zwecks Herabsetzung seiner Viskosität erhitzt wird.
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Die Pumpe nach der Erfindung kann ferner für die Förderung von heißen
Flüssigkeiten verwendet werden, die, wenn sie mit den arbeitenden Teilen der Pumpe
in heißem Zustand in Berührung kommen würden, auf dieselben eine zerstörende Wirkung
ausüben würden. In diesem Falle wird gemäß der Erfindung ein Anteil der gepumpten
Flüssigkeit zunächst auf eine geeignete Temperatur abgekühlt und dann dem Gehäuseteil
der Pumpe zugeführt, der die arbeitenden Teile einschließt. Statt dessen kann die
Flüssigkeit auch mit Hilfe einer Kühlvorrichtung gekühlt werden, die im Innern des
Pumpengehäuses untergebracht ist. Unter gewissen Umständen kann es zweckmäßiger
sein, dem Gehäuse kalte Flüssigkeit aus einer besonderen Quelle zuzuführen.
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Die in diesem Sinne verwendete reine Flüssigkeit erzeugt einen Schmierfilm
zwischen den bewegten Pumpenteilen, und die Flüssigkeit kann entweder aus einer
besonderen Quelle für reine Flüssigkeit entnommen werden, oder ein Bruchteil der
gepumpten Flüssigkeit kann in die Pumpe zurückgeführt werden, nachdem er ein geeignetes
Filter passiert hat, um die Flüssigkeit von irgendwelchen eine Schleifwirkung besitzenden
Stoffen zu befreien. Falls die Pumpe für viskose Flüssigkeiten, die keine Schleifwirkung
besitzen, bestimmt ist, kann ebenfalls ein Bruchteil der gepumpten Flüssigkeit für
Schmierzwecke herangezogen werden, und in diesem Falle wird die Viskosität der Flüssigkeit
herabgesetzt, indem sie über einen geeigneten Erhitzer oder eine Heizfläche geleitet
wird, die entweder an der Stelle oder in der Nähe der Stelle, wo die Flüssigkeit
in die Pumpe zurückgeleitet wird, oder aber statt dessen in dem Pumpengehäuse angebracht
wird, wobei die letztere Anordnung es ermöglicht, die in dem Pumpengehäuse enthaltene
Flüssigkeit zwecks Herabsetzung ihrer Viskosität zu erhitzen, bevor die Pumpe in
Betrieb gesetzt wird.
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Um die Erfindung näher zu erläutern und ihre Verwirklichung zu erleichtern,
sind nachstehend an Hand der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele beschrieben,
und zwar zeigen Abb. 1, 2 und 3 drei verschiedene Anordnungen nach der Erfindung.
Bei den drei dargestellten Anordnungen umfaßt die Pumpe ein Gehäuse i, das eine
Verdrängungskammer enthält, deren Körper 2 aus natürlichem oder künstlichem Gummi
besteht und einen Exzenter 3 einschließt, der auf einer Welle 4 befestigt ist, die
von einem geeigneten Antrieb aus in Drehung versetzt werden kann; der Körper 2 liegt
eng an den Seitenflächen und am Umfang des Exzenters an und ist bei 5 mit einer
Aussparung für die Welle versehen, um die erforderliche Schwingbewegung des Körpers
:2 unter der Wirkung des Exzenters zu ermöglichen.
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Der Körper 2 weist Durchlaßöffnungen 6 und 7 für den Eintritt des
Mittels in die Verdrängungskammer auf, von denen die Öffnung 7 anschließend auch
dem Austritt des Mittels aus der Verdrängungskammer bei deren Rückgang dient.
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Die Öffnungen 6 und 7 treten mit Öffnungen 8 in Verbindung, wenn der
Körper 2 sich in der einen Endstellung befindet, in der der Eintritt des Mittels
erfolgt, während die Öffnung 7 in der anderen Endstellung mit einer entsprechenden
Öffnung 9 in Verbindung kommt zwecks Austritts des Mittels unter Druck aus der Verdrängungskammer,
in welcher Stellung die Öffnung 6 verschlossen ist. Die Öffnungen 8 und 9 sind in
einem Teil io ausgebildet, das mit dem Pumpengehäuse aus einem Stück bestehen kann
und eine glatte Innenseite aufweist, an der die Verdrängungskammer 2 unter guter
Abdichtung anliegt.
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Bei der Anordnung nach Abb. 1 tritt das zu fördernde Mittel durch
einen Einlaß i in die Pumpe ein und wird nach Passieren der -Verdrängungskammer
in einen Kanal 12 entleert, dessen Auslaß sich am oberen Ende des Pumpengehäuses
befindet.
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Es ist ersichtlich, daß das gepumpte Mittel, das eine körnige oder
sandige Beschaffenheit aufweisen kann, nicht in denjenigen Teil des Pumpengehäuses
gelangt, der die Verdrängungskammer und die arbeitenden Teile enthält, mit Ausnahme
von verhältnismäßig geringen Flüssigkeitsmengen, die aus der Verdrängungskammer
zwischen den Wänden ;lerscll)cn und den anliegenden Flächen des Exzenters
oder
zwischen dem Körper 2 und der angrenzenden Fläche des Teils io unter Umständen entweichen.
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Zu dem Zweck, einen Flüssigkeitsfilm zwischen den bewegten Teilen
aufrechtzuerhalten und zugleich den Zutritt von körnigen Stoffen, die unter Umständen
aus der Verdrängungskammer zu den arbeitenden Teilen zu verhindern, weist der die
Verdrängungskammer enthaltende Teil des Pumpengehäuses in der Nähe seines oberen
],Indes einen Anschluß 13 für die Zuführung voll \\'asser oder anderer Flüssigkeit
und an seinem unteren Ende einen zweiten Anschluß 14 für die Abführung dieser Flüssigkeit
auf. Der Anschluß 14 kann als Überdruckventil ausgebildet sein, wobei Elle Flüssigkeit
dein Gehäuse unter Druck zugeführt wird und beim Erreichen eines bestimmten Drucks
aus dem Gehäuse entweichen kann. Auf diese Weise werden irgendwelche körnigen Stoffe,
die in diesem "feil des Pumpengehäuses Eingang gefunden haben, durch das Cberdruckventil
abgeführt, und zwar auf Grund des Umstands, daß die Flüssigkeit unter Druck steht,
so daß die Gefahr des Zutritts von köringen Stoffen in diesem Teil des Gehäuses
herabgesetzt wird und ein geeigneter Flüssigkeitsiiliti z-,vischen den arbeitenden
Pumpenteilen und Lagern unterhalten wird. Eine Lüftungsöffnung 15 ist ili der Nähe
des Auslaßendes des Kanals 12 vorgesehen, um Luft, die sich im oberen Teil desselben
etwa angesammelt hat, aus dem Pumpengehäuse abzuführen.
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Abb. 2 zeigt die Erfindung in Anwendung auf eine -,vaagerechfe Ausführungsform
einer Pumpe zuin Clnterschied von der in Abb. i dargestellten senkrechten Anordnung.
Diese waagerechte Anordnung ermöglicht insofern eine gewisse Vereinfachung, als
der in Abb. i vorhandene lange Kanal 12 in Fortfall kommen kann und statt dessen
nur eine einfache Auslaßöffnung i2° erforderlich ist. Die übrigen Teile entsprechen
im wesentlichen den in Abb. i dargestellten und sind daher mit denselben Bezugszeichen
versehen. Das Überdruckventil 14 am Boden des Gehäuses übernimmt in wirksamer Weise
die Abführung von irgendwelchem Grieß oder Schlamm, die im Gehäuse vorhanden sein
können und beim Stillstand der Pumpe sich am Boden des Gehäuses abzusetzen suchen.
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Abb. 3 zeigt eine Pumpenanordnung, bei der ein Bruchteil der geförderten
Flüssigkeit in das Pumpengehäuse zu dem Zweck zurückgeleitet wird, einen Flüssigkeitsfilm
zwischen den bewegten Pumpenteilen aufrechtzuerhalten. Da die aus der Pumpe austretende
Flüssigkeit körnige Stoffe enthalten kann, ist die Austrittsleitung 16 mit einer
Pumpe in Verbindung mit einem Filter 17 ausgestattet, deren Auslaß 18 in das Pumpengehäuse
zurückführt, welches an seinem unteren Ende wie zuvor finit einem geeigneten Überdruckventil
bzw. Ausl:@(.l ausgestattet ist. In dem unteren Teil des Gel@:itises kann ein Frhitzer
i9 angeordnet sein, mit dessen Hilfe die Viskosität der Schmierflüssigkeit erforderlichenfalls
herabgesetzt werden kann. Ein derartiger Erhitzer ist besonders nützlich bei der
Förderung von Flüssigkeit, die infolge ihrer hohen Viskosität nicht den gewünschten
dünnen Schmierfilm von Flüssigkeit zwischen den bewegten Pumpenteilen erzeugen kann.
Der Erhitzer kann statt dessen auch an die Stelle des vorstehend erwähnten Filters
treten. Wenn heiße Flüssigkeit zu fördern ist, kann der Erhitzer durch einen Kühler
ersetzt werden, der beispielsweise in einer mit Kühlwasser gespeisten Kühlschlange
besteht. Die in dem Gehäuse enthaltene Flüssigkeit kann, falls erforderlich, von
Zeit zu Zeit durch ein entsprechend angeordnetes Überdruckventil bzw. einen Auslaß
14 angelassen werden.
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Um die Arbeitsweise der Pumpe klarer zu veranschaulichen, ist der
Körper 2 der Verdrängungskammer in den drei Abbildungen in drei verschiedenen Arbeitsstellungen
wiedergegeben.
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Abb. i zeigt die Kammer in einer neutralen Mittelstellung, bei der
alle Öffungen geschlossen sind. In Abb. 2 sind die Öffnungen 8 für den Zutritt der
Flüssigkeit zur Verdrängungskammer geöffnet, und in Abb.3 sind die Öffnungen 8 geschlossen,
während die Öffnung g für den Austritt der Flüssigkeit aus der Verdrängungskammer
geöffnet ist.
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Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die gepumpte Flüssigkeit
im Falle der Ausbildung der Pumpe gemäß Abb. i und 2 von dem die bewegten Pumpenteile
enthaltenden Hauptteil des Pumpengehäuses ferngehalten wird, wobei die Flüssigkeit,
die zufällig am Exzenter vorbei in das Gehäuse gelangt, wirksam durch die Hilfsflüssigkeit
entfernt wird, die über den Anschluß 13 in das Gehäuse eintritt. Im Falle der Abb.
3, in der keine besondere Zufuhr von Hilfsflüssigkeit vorgesehen ist, sondern ein
Anteil der gepumpten Flüssigkeit nach Filterung in das Pumpengehäuse zurückgeführt
wird, wird wiederum die gepumpte Flüssigkeit von dem Hauptteil des Pumpengehäuses
ferngehalten, solange nicht körnige oder andere feste Stoffe daraus entfernt sind.
In jedem Fall wird zweckmäßig dafür Sorge getragen, daß der Druck der Flüssigkeit
in dem die Lagerung enthaltenden Teile des Pumpengehäuses so hoch ist, daß die Verdrängungskammer
an dem entsprechenden Führungsteil gleitend anliegt. Die Anordnung gemäß Abb.3 kann
jedoch zum Pumpen von viskosen Flüssigkeiten verwendet werden, die nicht unbedingt
körnige Stoffe enthalten, und in diesem Fall kann die Viskosität der gepumpten Flüssigkeit
mit :%#usnalime eines geringen Anteils unverändert bleiben, welch letztere in das
Pumpengehäuse zurückgeführt wird und in seiner Viskosität durch die Einwirkung des
Erhitzers herabgemindert wird, tim das Eindringen zwischen den bewegten Teilen zu
erleichtern und die schmierenden Eigenschaften zu verbessern.
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Das unter Federwirkung stehende Überdruckventil kann so ausgebildet
sein, daß es in dem Pumpengehäuse einen Druck aufrechterhält, der etwas über dem
Förderdruck liegt, wobei das Überdruckventil den Überschuß an reiner Flüssigkeit
sichtbar nach außen austreten läßt und dadurch eine
Anzeige dafür
schafft, daß die in die Pumpe eintretende Menge reiner Flüssigkeit gegenüber dem
Abgang im Überschuß ist. Falls die Pumpe unter "Tage, zum Beispiel in einem Kohlen-
oder sonstigen Bergwerk, verwendet werden soll, kann Wasser für die Schmierung
der Pumpenteile von über Tage aus zugeführt werden, wo es gewöhnlich in reinem
Zustand zur Verfügung steht, und zwar wird das reine Wasser dem Pumpengehäuse mit
Hilfe einer über Tage aufgestellten kleinen Pumpe zugeführt, die eine Wassermenge
fördert, die den Abgang der Hauptpumpe etwas übersteigt, wobei der Wasserüberschuß
sichtbar nach außen ausgetrieben oder in die Hauptförderleitung .eingeführt wird.
Es ist ersichtlich, daß die über Tage arbeitende kleine Pumpe nur einen ausreichenden
Druck zu erzeugen braucht, um die Leitungsreibung zu überwinden und den geringen
Überdruck zu erzeugen, der in dem Gehäuse über den Förderdruck der Pumpe hinaus
erforderlich ist. Ein Zusatzdruck, der dem auf der Hauptpumpe ruhenden statischen
Druck gleichkommt, ist infolge des Umstands erforderlich, daß das Wasser in die
Grube abwärts gepumpt wird. Die Förderung dieses reinen Wassers bei dem erforderlichen
Druck bedingt daher keinen merklich größeren Energiebedarf als im Fall einer normalen
Pumpe ohne Frischwasserzusatz, weil das von über Tage zugeführte Wasser die Stelle
des Wassers einnimmt, das bei einer gewöhnlichen Pumpe zwischen den arbeitenden
Teilen abgeht. ,Obgleich also mit anderen Worten das in die Pumpe eintretende Frischwasser
durch die Hauptförderleitung nach über Tage zurückgeführt werden muß, ist die reine
Fördermenge der Hauptpumpe dieselbe wie bei einer gewöhnlichen Pumpe ohne Frischwasserzusatz.