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Kreiselpumpe mit gekrümmten Laufradschaufeln Die Erfindung betrifft
eine neue Bauart einer Kreiselpumpe mit gekrümmten Laufradschaufeln für bei etwa
gleichbleibender Drehzahl in weiten Grenzen veränderliche Förderdrücke und -mengen.
Sie ist vor allem für hydraulische Antriebe von Arbeitsmaschinen, z. B. Pressen,
Scheren, Stoßmaschinen und andere, bestimmt, bei d enen ein Teil des Arbeitsprozesses
hohe Leistung, ein anderer wesentlich geringere Leistung erfordert, oder auch für
Pumpwerke mit stark schwankender Förderhöhe. Sie ermöglicht weitgehende Verbesserung
des hydraulischen Antriebs, so daß der geringere Antr,iebsleisturig erfordernde
Teil des Arbeitsprozesses, z. B. der Leerhub oder Rückhub, mit wesentlich größerer
Geschwindigkeit durchgeführt werden kann. In vielen Fällen kann durch die Kreiselpumpe
nach der Erfindung ein bisher zuweilen üblficher zweiter Antrieb für die Übertragung,der
geringeren Leistung vermieden werden. Bei Anlagen mit stark schwankenden Förderhöhen
wird durch die Erfindung die sonst notwendige Auswechslung der Laufräder der Pumpen
zur Anpassung an die verschiedenen Förderhöhen vermieden.
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Nach der Erfindung sind die Schaufeln der Kreiselpumpe an ihrer Wurzel
so an dem Radkörper angelenkt, daß sie durch eine während des Betriebs verstellbare
Vorrichtung von großen auf kleinste Durchmesser verschwenkt werden können. Die äußerste
Stellung entspricht der größten Fördermenge und dem größten Förderdruck, die innerste
Stellung der kleirnsten verlangten Förderung
<ler Pumpe. Vorteifhafterweise
werden die Schaufeln so ausgebildet und an dem Radkörper so angelenkt, daß sie in
ihrer innersten Stellung übereinanderliegen unid auf diese Weise eine geschlossene
Nabe bilden. Durch die Verstellung der Schaufeln kann in diesem Fall von der größten
Fördermenge bzw. dein größten Förderdruck his auf die Fördermenge Null und damit
den Förderdruck Null umgestellt werden.
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Die Verstellvorrichtung wird z. B. in der Weise ausgeführt, daß nach
der Erfindung an den Wurzeln der Schaufeln schräg verzahnte Segmente angebracht
werden, mit denen ein in der Nabe des Schaufelrades angeordnetes schräg verzahntes
Rad zusammenarbeitet,. das von außerhalb der Pumpe verschoben werden kann. Mit dieser
Ausführung ist in jedem Augenblick eine rasche, den gerade gestellten Anforderungen
entsprechende Umstellung der Pumpenlieferung möglich. Zum Ausgletich der Flieli'kraft
der Schaufeln können vorteilihafterweise an den Schaufelwurzeln Gegengewichte angeordnet
werden. Die an den Schaufelnaben angeordneten Verzahnungen können ganz oder zum
Teil zur Erz ' lung einer Gegen,gewichtsN-,lirkung herangezogen le L, werden.
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird eine insbesondere für die hydraulische
Übertragung hei \-'\'erkzeugmaschinen durch rasche selbsttätige Wirkurig besonders
vorteilhafte Arbeitsweise erreicht, dadurch daß eine selbsttätige, z. B. in Abhängigkeit
von in dem Kreislauf der Pumpe auftretenden Widerständen gesteuerte Regelvorrichtung
vorgesehen wird, durch welche die Schaufeln verstellt werden.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Kreiselpumpen
mach der Erfindung. schematisch dargestellt. Die Fig. i und 2 stellen eine einstufige,
die Fig. 3 und 4 eine zweistufige Pumpe dar. Die Fig. i und 3 sind Längsschnitte,
die Fig. 2 und 4 die zu diesen gehörenden Querschnitte, und zwar zeigt Fig. 2 einen
Schnitt nach der Linie A-B der Fig. i, Fig. 4 einen solchen nach der Linie C-D der
Fig. 3.
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Es bedeutet in Fig. i i den Elektromotor, der über ein Vorgelege 2
die Welle 3 einer Zenttlifugalpumpe 4 antreibt. 7 sind Fördierschaufeln der Zentrifu,galpumpe
4, die in dein Raum 8 quer zu der Pumpenachse schwenkbar sind. 9 ist der Saugraum,
io der Druckraum der Zentriftagalpumpe 4. Die Naben i i der Schaufeln 7 sind auf
Bolzen 12 gelagert, die an ihrem rechten Erxfe in an dem Bund 13 der Welle 3 angeordbeten
Lagern 14 an .ihrem linken Ende in einem Bund 15 liegen. 16 ist die Saugleitung,
17 die Druckleitung der Pumpe.
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18 sind an den Naben i i der Schaufeln 7 anangeordnete schräg verzahnte
Segmente, i9 ist ein Rad mit Schrägyerzahnung, das am rechten Ende des Wellenstückes
20 sitzt. 21 ist eine kurze Hohlwelle, mit welcher der Bund 15 verbunden ist. Ein
HanAhebe122, der um das Lager 23 drehbar äst, greift an dem linken Ende des Wellenstückes
20 in eine Eindrehung 24 ein. 25 ist ein Schlitz in dem XVellenstiick 20. det- voll
Jilii i» cler- Ilohlwelle 2 1 befestigten Stift 26 durchsetzt wird.
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Durch Verstellen des Han(lliel)els 22 können während des Laufs der
I'unipe (las Rad i9 verschoben und damit nach Bedarf über die Segmente 18 die Schaufeln
7 nach au13en oder innen verstellt werden. In den Fig. i und 2 sind die Schaufeln
7 in ihrer innersten Stellung gezeigt, in der sie aneinander anliegen und so eine
geschlossene Nabe bilden. In diesem Zustand ist die Fördermenge der Pumpe Null.
je mehr die Schaufeln nach außen gelegt werden. desto größer wird die von diesen
geförderte F lüssigkeitsnienge und desto höher wird der Flüssigkeitsdruck je nach
den in dem hydraulischen Kreislauf vorhandenen Widerständet).
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In den Fig.3 und 4 bedeuten: 30 ein Pumpengehäuse, 31 einen
ringförmigen Druckraum, 32 und 33 an den letzteren anschließende Kanäle. 34 und
35 sind @in den Saugraum 36 der Pumpe mündende Kanäle. 37 und 38 sind Fiirderräume,
in denen die Schaufeln 39 und 40 umlaufen, 41 ist ein Kanal, in dein Leitschaufeln
angeordnet sind. 43 und 44 sind schräg verzahnte Räder, 45 und 46 die Naben der
Schaufeln 39 und 40. an denen Zahnsegmente mit Scliriigverzalinungen 47 und 48 angebracht
sind.
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Die Schaufeln 39 und 40 ,find in ähnlicher Weise an der Pumpenwelle
51 und der Hohlwelle 52 gelagert, w-ie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. i und
2. Die Räder 43 und 44 sitzen an einer Welle 53, 'die durch .den Stift 54 in dem
Schlitz 55 in der Hohlwelle 52 geführt sind. In dein mit der letzteren verbundenen
Gehäuse 6o ist ein Schieber 61 beweglich, der mit der Welle 53 verbunden ist. In
der Bohrung 62,des Schiebers 6r ist ein Vorschieber 63 beweglich, der mit der Stange
64 verbunden ist. 65 und 66 sind Eindrehungen an den Schiebern 63 und 61 ; 67, 68
und 69 nuerkanäle in dem Schieber 61 ; 70 und 71 Abflußöffnungen in dem Gehäuse
6o; 72 und 73 Längskanäle in dein Schieber 63 ynd der Welle 53. 74 ist ein Verbindungskanal,
77 und 78 sind Leitungen, 79 und 8o Drehschieber, die durch die Hebel 81 und 82
von der Stange 83 aus mit dem Handgriff 84 verstellt werden können.
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87 ist ein Zylinder, an den eine Leitung 88 anschließt und der eine
Verbindungsöffnung 89 mit außerhalb besitzt. 9o ist ein in dem Zylinder 87 verschiebbarer
Kolben, 9i eine Feder. An dem Kolben 9o ist rechts eine Stange 92 angebracht, die
an der Stange 64 anliegt.
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Die Verstellung der Schaufeln 39 und 40 erfolgt durch die Räder 43
und 44 und die Zahnsegmente 47 und 48 iin gleicher 'Keise wie die der Schaufeln
7 bei der Pumpe der Fi-g. i und 2. Die Verschiebung der die Räder 43 und 44 tragenden
Welle 53 erfolgt durch die Einwirkung des durch die Leitung . 88 zugeführten Flüssigkeitsdrucks
gegen den Kolben 9o zusammen finit dem gegen das rechte Ende des Vorschiebers 63
wirkenden Flüssigkeitsdruck und unter der Gegenwirkung der Kraft der Feder 9i. Der
Druck in der Leitung 88 kann als
üblicher Steuerdruck von beliebiger
Stelle hergeleitet werden. Er kann aber auch dem hydraulischen Kreislauf der Pumpe,
gegebenenfalls einem an diesen angeschlossenen Kapselmotor entnommen werden, so
daß die Verstellung der Schaufeln selbsttätig entsprechend den in dem Kreislauf
der Pumpe auftretenden Widerständen gesteuert wird.
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Eine Verschiebung des Kolbens 9o durch dfie auf ihn einwirkenden Drücke
nach links hat eine entsprechende Verschiebung des Vorschiebers 63 nach links zur
Folge. Dadurch werden an den rechten Kanten der Kanäle 68 und 69 kleine Querschnitte
freigegeben, so daß Druckflüssigkeit aus dem Druckraum 31 der Pumpe über .die Leitung
32, die Kanäle 7.4 und: 73 durch den Kanal 69 in den Raum des Gehäuses 6o rechts
vor den Schieber 61 einströmen kann. Der Schieber 61 wird,d-adurch nach links verschoben.
Gleichzeitig wurde der in dem Raum des Gehäuses 6o links vor dem Schieber 61 vorhandenen
Flüssigkeit ein Abfluß durch den Kanal 68 und weiter über die Eindrehung 65 an dem
Schiel).er 63, den Kanal 67 des Schiebers 61, die Eindrehung 66 an dem Schieber
61 und die öffnungen 7o und 71 freigegeben. Der Schieber 61 folgt damit dem Vorschieber
63 nach links in die neue von diesem eingenommene Stellung nach, in der die Kanäle
68 und 69 durch den Vorschieber 63 wieder abgeschlossen sind, nimmt die Welle 53
wild damit die Räder .43 und .44 mit und bewirkt so die Einstellung der Schaufeln
in die erforderliche neue Lage.
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Durch die Leitung 88 kann auch irgendein mit dem lTVdraulischen Kreislauf
nicht zusammenhängender Impuls für die selbsttätige Verstellung auf den Kolben 9o
übertragen werden.
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Die Zahnsegmente 47 und .48 oder auch die Zahnsegmente i8 können als
Gegengewichte gegenüber <len Schaufeln ausgebildet sein oder es können besondre
Gewichtstücke vorgesehen werden, durch welche die Fliehkraft der Schaufeln 39 und
4o ausgeglichen wird.