DE8622183U1 - Kreiselpumpe - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit Rotorkreisel.

Die erheblichen Unterschiede in der Förderhöhe und im Volumenstrom/ besonders in ihrem gegenseitigen Zusammenwirken/

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uxc Uli Lei. auiueuj. lullen ueuLieuiiuieu E5t:uxiiy uiiytiii buwie uie in ihren Eigenschaften oft sehr stark voneinander abweichenden Fördermittel haben zu großer Vielgestalt der Kreisel-* pumpe in konstruktiver und werkstoffmäßiger Hinsicht geführt. So kennt man z.B. einstufige oder mehrstufige Radialpumpen mit einem Rotorkreisel, der eine horizontale Rotorachse besitzt (vgl. Hellmuth Schulz, Die Pumpen, 13. Auflage, Springer-Verlag, Seite 220 ff.). Auch kennt man Schrauben oder sogenannte Halbaxialpumpen mit vertikalur Drehachse und einer sogenannten Vordrallregelung auf der Saugseite der Pumpe, d.h. am unteren Rotorende, um bei kleinen Förderhöhen große Volumenströme einzurichten. Zum generellen Stand der Technik bezüglich Kreiselpumpen mit vertikaler Rotorachse seien noch die sogenannten Bohrloch-Wellenpumpen mit Steigleitung und Hohlwellenmotor (vgl. Hellmuth Schulz, Die Pumpen, 13. Auflage, Springer-Verlag, Seite 257) genannt, derartige Wellenpumpen besitzen jedoch keinen oberseitigen Rotorkreisel. Der Pumpensatz hängt an der Steigrohrleitung und taucht bis unter den Ruhespiegel in das Brunnenwasser ein. Je nach der Absenkung des Wasserspiegels während der Förderung erhält die Pumpe noch eine 3 bis 5 m lange Saugleitung, deren unteres Ende mit einem Saugkorb und einem Fußventil versehen ist. Die aus nahtlosen Rohren bestehende Steigleitung ist in einzelne Rohrsätze unterteilt, die gewöhnlich mittels Flanschen, in besonders engen Bohrlöchern aber auch durch Muffen miteinander verbunden werden. Die Verbindungselemente der Rohrsätze dienen zugleich zur Aufnahme der Führungslager für die Antriebswelle, die sich aus einer entsprechenden Anzahl von Teil-

stücken zusammensetzt. Das Steigrohr mündet Oben in den Verteilerkopf mit der Stopfbuchsdurchführung für die Antriebswelle. Bei dieser Bauart ist die Antriebswelle der Pumpe durch die Hohlwelle des Motors hindurchgeführt und em anderen Ende mit der Hohlwelle gekuppelt, d.h. an der Unterseite. Das Gewicht des Läufers, der Antriebswelle und gegebenenfalls auch der Achsschub werden von der Einstellmütter der Antrisbswelle über die KüpplüHy 5üf das Axiallager des Motors übertragen, das also die gesamte Axiallast des Aggregates aufnimmt. Die Bohrlochwellenpumpe eignet sich zur Wasserförderung aus geringen bis mäßigen Tiefen.

\ &lgr; Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Kreiselpumpe mit Rotorkreisel der eingangs genannten Art, die den Stand der Technik erweitert und bei einfachem Aufbau zuverlässig im Betrieb und bei entsprechender Konzipierung und Dimensionierung auch für große Volumenströme und große Förderhöhen geeignet ist*

Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Mittel.

Vorteilhaft weitergebildet wird der Erfindungsgegenstand durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 19.

Im Gegensatz zu bekannten Kreiselpumpen mit Rotorkreisel der Radialbauweise ist erfindungsgemäß ein Rotorkreisel vorgesehen, der eine im wesentlichen vertikale Rotorachse besitzt, wobei ein koaxial zur Rotorachse verlaufendes Vertikalrohr mit unterem Fußventil auf der Saugseite vorgesehen ist und in einen Brunnen oder Wassersumpf einbringbar ist.

Der Rotorkreisel ist zweckmäßigerweise oberseitig an einen koaxialen Antriebsmotor angekoppelt. Er ist vorzugsweise im Vertikalschnitt gewölbt, spiralförmig oder S-förmig aus-

gebildet und weist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ein einstellbares Radiallängenstück auf. Jedes einzelne Mündungsstück eines sternförmigen Rotorkreisels kann zweckmäßigerweise ein einstellbares Düsenstück besitzen.

Insbesondere kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß das vergleichsweise lange mit vergleichsweise kleinem Durchmesser ausgebildete Vertikalrohr stationär angeordnet ist, wobei der Rotorkreisel unterseitig mit einer koaxialen Drehschnecke verbunden ist, die im Vertikalrohr drehbar angeordnet ist.

Alternativ kann vorgesehen sein, daß das Vertikalrohr stationär angeordnet ist, wobei der Rotorkreisel unterseitig mit einem koaxialen mehrstufen (Bohrloch-)WeIlenpumpenr&ogr;tor der halbaxialen Bauart verbunden ist, der im Vertikalrohr drehbar angeordnet ist.

Der WeIlenpumpenr&ogr;tor umfaßt zweckmäßigerweise ein Innenrohr, das über seine Axiallänge verteilte Rillentrichterabschnitte mit schräg nach oben und nach außen verlaufenden Rillen bzw. Halbaxialkanälen besitzt.

Jeder Rillentrichterabschnitt besitzt vorteilhafterweise

ein Konusteil mit inneren halbaxialen Rillen, das durch |

einen koaxialen konusartigen Huttrichter abgedeckt ist.

Die einzelnen Rillentrichterabschnitte sind vorteilhafter- &Iacgr; weise durch koaxiale glattwandige Strömungskanalabschnitte überbrückt.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die einzelnen Riilentrichterabschnitte Rillen aufweisen, die radial nach außen erweitert und insbesondere gewölbt ausgebildet sind.

Die einzelnen Rillentrichterabschnitte sind insbesondere durch einen sogenannten Zwischenbeschleuniger überbrückt*

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welcher zweckmäßigerweise verstellbare Durchflußkanäle ausgebildet hat. Hierbei ist das konusartige verstellbare Huttrichter-Oberteil nach oben verstellbar, um den Zwischenbeschleuniger bzw. dessen Durchflußkanäle zu verstellen.

Der Zwischenbeschleuniger und/oder der Rillentrichterabschnitt sind vorteilhafterweise durch einen Abdeckhuttrichter abgedeckt, d=r in einen oberen Steigrohrabschnitt des Vertikalrohrs einmündet.

Das Innenrohr im Vertikalrohr ist insbesondere an zumindest zwei Axialstellen durch Rollen- und/oder durch Gleitringlager mit Axialschubausgleich drehbar gelagert.

Der Rotorkreisel umfaßt zweckmäßigerweise einen Ausgleichskolben für den nach abwärts gerichteten /ixialschub.

Glockenform eines Rotorkreisels ist bevorzugt.

Ein Rotorkreisel in Radialbauweise weist zweckmäßigerweise radiale Kanäle mit einer plattigen oberseitigen und einer plattigen unterseitigen Begrenzung auf.

Durch die Erfindung wird eine Kreiselpumpe nach Art einer Radialpumpe geschaffen, die eine vertikale Rotorachse besitzt und als Saugpumpe ohne Zusatzaggr&gat bis zu einer Förderhöhe von 1 bis 5 m Förderhöhe geeignet ist. Die vorgenannte Kreiselpumpe kann mit einem unteren Pumpenbereich, einer Schneckenpumpe oder alternativ einer Wellenpumpe zusammengesetzt betrieben werden, wobei dann der untere Pumpenbereich vornehmlich zum Anlaufen bzw* zum Füllen des oberen Kopfteils nötig ist, in diesem Betriebszustand das Fördermedium alleine ansaugt und fördert. Bei über S m Förderhöhe ist der untere Pumpenbereich bevorzugt.

Die gesamte Pumpanlage kann so ausgelegt werden, daß umgerechnet mehr Masse in der Drehung befördert wird als bei herkömmlichen Pumpen.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Modulbauweise des unteren Pumpenbereichs, wenn beispielsweise ein Huttrichter mit oberseitigem Zwischenbeschleuniger und Abdeckhuttrichter vorgesehen sind. Vorgenannte Bauteile bestimmen eine Stufe eines erfindungsgemäßen unteren Pumpenabschnitts. Je nach Gegebenheit können mehrere vorgenannte Bauelemente in koaxialer Bauweise zusammengesetzt sein, wobei der oberste Abdeckhuttrichter in einen Steigrohrabschnitt einmündet, welcher seinerseits mit der oberen Radialpumpe bzw. der oberen Kreiselpumpe verbunden ist.

Hervorzuheben sei ferner der obere Antriebsmotor, der oberseitig am Rotork2«2isel bzw. an der Rotorschnecke oder alternativ am Wellenpumpen-Innenrohr drehfest verbunden ist. Nach dem Stand der Technik ist der Motor unterseitig am Innenrohr drehfest verbunden.

Die Erfindung kann vielseitig angewandt werden, ist einfach in der Ausführung, unterliegt nur einer geringen Abnutzung, ist übereinander über große Förderhöhen einsetzbar, sorgt für saubere Energie und ist insbesondere eine umweltfreund- \ liehe Anlage. Sie findet vornehmlich bei Wasserkraftanlagen an Staustufen und bei Kläranlagen Verwendung.

(P Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung häher erläutert; es zeigen!

Fig. 1 in schematischer Vertikalansicht elfte Kreiselpumpe mit Unterseitiger Schneckenpumpe,

Fig. 2 die obere Kreiselpumpe gemäß Fig. 1 in alternativer Ausgestaltung,

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Fig. 3 und 4 Vertikalteilschnittansicht bzw. Draufsicht auf einen Aufnehmertrichter bzw. Rillentrichterabschnitt mit Ansaugstutzen einer unteren Wellenpumpe,

Fig. 5 zwei Ausführungsvarianten einer mehrstufigen unteren Wellenpumpe in schematischer Vertikalteilansicht,

Fig. 6 und 7 Seitenansicht und Draulsicht der Abdeckung für den Aufnehmertrichter, der sogenannte Huttricfcter,

Fig. 8 und 9 den Fig. 3 und 4 ähnliche Ansichten einer anderen AusfuhrungsVariante eines Rillentrichterabschnitts bzw. Aufnehmertrichters mit Ansaugstutzen,

Fig.10 und 11 schematische Seitenansicht und schematische Draufsicht auf einen Zwischenbeschleuniger,

Fig.12 und 13 schematische Seitenansicht und Draufsicht auf einen Abdeckhuttrichter mit Steigrohr,

Fig.14 die Elemente der Fig. 8 bis 13 in zusammengesetzter Vertikalbauweise mit oberseitiger Lagerung und oberseitigern Antriebsmotor,

Fig.15 einen Vertikalschnitt durch die Bauelemente gemäß Fig.14,

Fig.16 und 17 Seitenansicht und Querschnittsansicht eines oberen Rotorkreisels ähnlich der Fig. 2, und

Fig.18 und 19 Seitenansicht und Querschnittsansicht eines anderen oberen Rotorkreisels.

In Fig. 1 ist in schematischer Vertikalansicht eine g&samte Pumpanlage gezeigt, welche eine obere Kreiselpumpe 1 mit einem radial sich erstreckenden Rotorkreisel 2 sowie einen unteren angeflanschten Pumpabschnitt mit einer Drehschnecke 9 umfaßt, welche in einem stationären Vertikalröhr 4 geführt ist,

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wobei Vertikalrohr 4 und Drehschnecke 9 ünterseitig in einen Wasöersuinpf 7 eingetaucht sind. Der eingetauchte Abschnitt des Vertikalrohrs 4 enthält Rückschlagventile in Form von Fußventilen 5 und 6, die mit einem Schlauchanschluß versehen sein können«

Die Drehschnecke 9 ist in bezug auf das stationäre Vertikalrohr 4 durch ein oberes Lager 19 und ein unteres Lager 20 drehbar abgestützt/ wobei auch der Rotorkreisel 2 der oberen Kreiselpumpe 1 durch die vorgenannten Lager 19 und 20 infolge der drehfesten Verbindung zwischen Rotorkreisel 2 und Drehschnecke 9 drehbar abgestützt ist. Die Lagerung kann ein Gleitring- oder ein Rollen-(Axial/Lager sein. Gegebenenfalls sind an mehreren Vertikalstellen Zusatzlager vorgesehen.

In Fig. 2 ist die obere Kreiselpumpe 1 gemäß Fig. 1 in alternativer Ausgestaltung gezeigt, wobei ein unteres Kugelventil vorgesehen ist, welches aufgrund seiner Schwerkraft bei Nicht- oder Minimalbetrieb der Pumpanlage als Rückschlagventil in Richtung Drehschnecke 9 wirkt. Im Vertikalschnitt ist der Rotorkreisel 2 gewölbt ausgebildet und weist ein verjüngtes Radialende auf. Die einzelnen Radialkanäle verlaufen sternförmig.

Anstelle der Drehschnecke 9 gemäß Fig. 1 kann auch ein unterer Pumpenabschnitt in Form eines Wellenpumpenrotors 10 vorgesehen sein, der mehrere Axialforderstufen enthält.

Jede Axialförderstufe umfaßt einen unteren Rillentrichterabschnitt 12, der beispielsweise mit geradlinigen "halbaxialen" Radialrillen schräg nach oben und nach außen ausgebildet ist, wie dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Die oben offenen Rillen 13 werden durch eine Abdeckung für den vorgenannten Rillentrichterabschnitt oder Aufnehmertrichter abgedeckt, und zwar durch einen sog. Huttrichter 14, der in größerer Einzelheit in den Fig. 5 bis 7 gezeigt ist.

Durch den Huttrichter 14 werden die Stege zwischen den Rillen 13 des Rlllentrichterabschnifets 12 flächenmäßig von oben abgedichtet.

Vom Huttrichter 14 aufwärts kann der volle Durchmesser nach oben frei ausgebildet sein, J.h. keine räumliche Einengung wie bei herkömmlichen Kreiselpumpen am Gehäuse.

Alternativ können jedoch Führungen 27 und 28 gemäß Fig. 5 vorgesehen sein. Die Führungen 27, 28 können auch durch einen Zwischenbeschleuniger 15 ersetzt sein, wie er in den Fig. 10 und 11 dargestellt ist. Der Zwischenbeschleuniger besitzt Durchflußkanäle 16, die grundsätzlich verstellbar sind, und zwar durch Anheben des konusartigen Oberteils des Huttrichters 14, wodurch die Verankerung der Lamellenführung verstellt wird, die Durchflußkanäle 16 also steiler oder flacher verlaufen.

Die Zeichnung ist grundsätzlich schematisch dargestellt. Für eine günstige Strömungslinie sind die Kanäle gegebenenfalls mit Rundungen versehen, auch wenn die Zeichnung Ecken ausweist.

In den Fig. 8 und 9 ist eine andere AusführungsVariante eines Aufnehmertrichters bzw. eines unteren Rillentrichterabschnitts 12 mit Rillen 13 gezeigt, die in Draufsicht spiralförmig verlaufen und konisch nach außen erweitert sind. Der Rillentrichteräbschnitt 12 sitzt auf einem unteren Ansaugstutzen.

Ein Zwischenbeschleuniger 15 gemäß den Fig. 10 und 11 besitzt im oberseitigen Abschluß einen Abdeckhuttrichter 17 mit Steigrohrabschnitt 18, wie er beispielsweise in den Fig. 12 und dargestellt ist.

Die Gesamtanordnung der vorgenannten Bauteile, Rillentrichter-

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abschnitt 12, iluttrichter 14, Zwischenbeschleühiger 15 und Abdeckhuttrichter 17 ist in zusammengesetzter gchemätischer Bauweise den Fig. 14 und 15 zu entnehmen. Je nach Förderhöhe und Fördermenge sind mehrere vorgenannte Förderstufen axial übereinander zusammensetzbar und durch einen einzigen Antriebs' motor 8 antreibbar.

Bei der letztgenannten Ausführungsvariante ist mithin die Drehschnecke 9 gemäß Fig. 1 durch ein drehbares Innenröhf 11 ersetzt, welches in unterschiedlicher Axialhöhe querschnittsmäßig erweitert, insbesondere glockenförmig ausgebildet ist. Das Irtnenrohr 11 wird durch Oberlager 19 und Unterlager 20 drehbar gegenüber einem stationären Außenteil (in Fig. 14 nicht veranschaulicht) abgestützt*

In den Fig. 16 bis 19 sind unterschiedliche Kreiselpumpen mit Rotorkreisel 2 ähnlich der Fig. 2 veranschaulicht. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 16 ist der Rotorkreisel 2 glockenförmig mit sternförmigen gewölbten Rädialkanälen ausgebildet, bei denen an radial äußerer Stelle zusätzliche Leitbleche 29 vorgesehen sind. Die Unterseite des Rotorkreisels 2 besitzt eine nach oben oder radial nach außen weisende Staurinne 23, um die Schleuderwirkung bzw. Pumpwirkung der Anlage zu erhöhen.

Die Fig. 18 und 19 zeigen eine vertikal angeordnete Kreiselpumpe 1 mit Rotorkreisel 2, welcher als reine Radialpumpe mit unterer Staurinne 23 ausgebildet ist.

Alle in der Beschreibung und/oder in der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale für sich oder in sinnvoller Kombi^- nation sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind _v

Claims (19)

B 1018 Hk/Sv GÜNTER BRESTRICH. Robert-Koch-Strasse 69 D-8263 Burghausen Kreiselpumpe Schutzansprüche

1. Kreiselpumpe mit Rotorkreisel, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkreisel (2) der Kreiselpumpe (1) mit im wesentlichen vertikaler Rotorachse (3) angeordnet und ein koaxial zur Rotorachse (3) verlaufendes/Vertikalrohr (4) mit unterem Fußventil (5,6) auf der Saugseite vorgesehen ist, wobei das Vertikalrohr (4) in einen Brunnen oder Wassersumpf (7) einbringbar ist.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkreisel (2) oberseitig an einen koaxialen Antriebsmotor (8) angekoppelt ist.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkreisel (2) im Vertikalschnitt gewölbt, spiralförmig oder S-förmig ausgebildet ist.

x) nach unten weisendes

4. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkreisel (2) ein einstellbares Radiallängenstück aufweist.

5. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Mündungsstück des sternförmigen Rotorkreisels (2) ein einstellbares Düsenstück aufweist.

6. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadrrch gekennzeichnet, daß das Vertikalrohr (4) stationär angeordnet ist, wobei der Rotorkreisel (2) unterseitig mit einer koaxialen Drehschnecke verbunden ist, die im Vertikalrohr (4) drehbar angeordnet ist.

7. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vertikalrohr (4) stationär angeordnet ist, wobei der Rotorkreisel (2) unterseitig mit einem koaxialen mehrstufigen (Bohrloch-)Wellenpumpenrotor (10) der halbaxialen Bauart verbunden ist, der im Vertikalrohr (4) drehbar angeordnet ist (Fig. 3 bis 15) .

• 8. Kreiselpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, - daß der Wellenpumpenrotor (10) ein Innenrohr (11) umfaßt, das über seine Axiallänge verteilte Rillentrichterabscnnitte (12) mit schräg nach oben und nach außen verlaufenden Rillen (13) bzw. Halbaxialkanälen besitzt.

9. Kreiselpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rillentrichterabschnitt (12) ein Konusteil mit inneren halbaxialen Rillen (13) uirfaßt, das durch einen koaxialen konusartigen Huttrichter (14) abgedeckt ist (Fig. 5,6,7).

10. Kreiselpumpe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich- I net, daß die einzelnen Rillentrichterabschnitte (12) durch | koaxiale glattwandige Strömüngskanälabschnitte überbrückt

sind (Fig. 5, rechts).

11. Kreiselpumpe nach Anspruch 8 öder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rillentrichterabschnitte (12) Rillen (13) aufweisen; die radial nach außen erweitert und insbesondere gewölbt ausgebildet sind (Fig. 8,9).

12. Kreiselpumpe nach Anspruch 8, 9 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rillentrichterabschnitte (12) durch einen Zwischenbeschleuniger (15) überbrückt sind (Fig. 10, 11).

13. Kreiselpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbeschleuniger (15) verstellbare Durchflußkanäle (16) besitzt.

14. Kreiselpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein konusartiges verstellbares Huttrichter-Oberteil vorgesehen ist.

15. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbeschleuniger (15) und/ oder der Rillentrichterabschnitt (12) durch einen Abdeckhuttrichter (17) abgedeckt ist, der in einen oberen Steig·"· rohrabschnitt (18) des glatten oder gewölbten Vertikalrohrs (4) einmündet.

16. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (11) im Vertikälrohr (4) an zumindest zwei Axialstellen durch Rollen- und/oder durch Gleitringlager (19,20) mit Axialschubausgleich drehbar gelagert sind.

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17. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet/ daß der Rotorkreisel (2) einen Ausgleichskolben für den nach abwärts gerichteten Axialschub umfaßt.

18. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 17/ dadurch gekennzeichnetj daß der Rotorkreisel (2) Glockenform besitzt (Fig. 2> 16> 17) .

19. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorkreisel (2) Radialkanäle mit plattiger oberseitiger Begrenzung (21) und plattioer unterseitiger Begrenzung (22) besitzt (Fig. 18, 19).