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Tiefpumpe Außer den langhubigen Kolbenpumpen sind für Tiefpumpzwecke
auch bereits Kreiselpumpen und ähnliche Pumpen bekanntgeworden. Die Druckleistung
und der Wirkungsgrad derartiger Pumpen werden jedoch mit abnehmendem Pumpendurchmesser
infolge Abnehmens der Zentrifugalkräfte zwangläufig immer kleiner. Das führt dazu,
zu immer höheren Tourenzahlen überzugehen und eine große Anzahl Kreiselstufen übereinanderzulegen.
Jedoch sind auch hierdurch, selbst bei günstiger Formung der Schaufelräder, der
stündlichen Förderleistung einerseits sowie den ausschöpfbaren Brunnentiefen andererseits
Grenzen gesetzt, die mit keinem technischen und baulichen Hilfsmittel überwindbar
sind.
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Es wurde nun gefunden, daß es mit den zweckmäßig mit vier Druckkammern
arbeitenden ventillosen Kugelkolbenpumpen möglich ist, auch bei kleinem Bohrbrunnendurchmesser
in nur einstufiger Vertikalausführung Hochdruckleistungen selbst bei sehr tiefem
Wasserstand zu erzielen.
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Um die bisher bekanntgewordenen Kugelkolbenpumpen für Tiefpumpzwecke
brauchbar zu machen, muß dafür gesorgt werden, daß das angesaugte Pumpgut nach oben
in das Steigrohr umgelenkt wird. Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung in einer
mit einer senkrechten, nach unten gerichteten Antriebswelle versehenen Kugelkolibenpumpe
im Pumpengehäuse um die Blindwelle herum ein Ringkanal vorgesehen. Zu ihm gelangt
das Fördermittel von der Druckseite der Pumpe aus über einen teilzylindrisch en
Kanal im Gehäuse und über Ausnehmungen eines Ringflansches und wird dabei von der
waagerechten Strömungsrichtung des Pumpvorganges
in die senkrechte
Förderrichtung im Steigrohr umgelenkt.
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Die Anordnung dieses Ringkanals setzt aber einen der Saugseite der
Pumpe abgekehrten Druckraum im Pumpengehäuse voraus. Wegen der dadurch bedingten
Verkleinerung der tragenden Eigenschaften der Kugelhalbschalen sieht die Erfindung
vor, daß ebenso wie beim Saugloch des Pumpengehäuses Ausnehmungen in den Kugelschalen
der Pumpe vorgesehen sind, so daß die zwischen den Ausnehmungen verbleibenden Flächen
zum Tragen herangezogen werden könnten.
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Ein Ausführungsbeispiel der Kugelkolbenpumpe ist in den Zeichnungen
dargestellt.
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Abb. i zeigt einen Längsschnitt und Abb. 2 einen Schnitt A-B nach
Abb. -i; Abb.3 veranschaulicht in ihrer oberen Hälfte eine Draufsicht auf Abb. i
und in ,ihrer unterem Hälfte einen Querschnitt C-D nach Abb. i ; Abb. 4 zeigt oben
einen Querschnitt E-F und unten einen Querschnitt G-H nach Abb. 2; schließlich veranschaulicht
Abb.5 eine Ausführung, :bei der drei Kugelkolbenpumpen übereinander angeordnet sind.
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Mit i ist die von einem Motor angetriebene Antriebswelle mit dem an
ihr befestigten Schlieher i" und mit 2 die geneigte Blindwelle mit ihrem Schieber
2, dargestellt. Beide Schieber haben die gleiche Form und sind in an sich bekannter
Weise in entsprechenden um 9o° zueinander versetzten, in Abb.4 deutlich sichtbaren
Nuten des Kugelkolbens 3 geführt, so daß bei Drehung der Antriebswelle i in der
bei Kugelkolbenpumpen bekannten Weise der von dem Antriebsschieber ia Mitgenommene
Kolben 3 durch die Nutführung des Schiebers 2, der geneigten Blindwelle 2 eine drehendschwingende
Bewegung erfährt, wodurch bekanntlich die auf der Saug- und Druckseite sich öffnenden
und schließenden Kammern entstehen.
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Um nun eine derartige Pumpe als Tief- bz:w. Tauchpumpe verwenden zu
können, bei welcher der Antriebsmotor für die Welle i unterhalb der in die Tiefe
eingetauchten Pumpe angeordnet ist, ist der Kugelkolben 3 mit den Schiebern i" und
2, in zwei Kugelhalbschalen 4a, 4b angeordnet, die ihrerseits zwischen Ringflansche
5" und 5b des Gehäuses 5 gelagert sind. Der Ringflansch 5a weist auf seinem der
Ansaugöffnung 5, (s. Abb. 2) abgekehrtem Kreisbogen Löcher 5d oder sonstige Ausnehmungen
auf, die in einen entsprechend halbkreisförmigen Sammelraum 6 auf der Druckseite
der Pumpe münden. Die beiden Kugelhalbschalen 4a, 4b sind sowohl nach der Saugöffnung
5, als auch nach der Druckkammer 6 hin mit Löchern q.' bzw. 4" versehen, die durch
je eine vertiefte Ringnut 4"' (s. auch Abb. i) der Kugelhalbschalen 4a, 4b miteinander
in Verbindung stehen. Dadurch wird erreicht, daß unterhalb der Ausnehmungen 4 bzw.
4" sowohl an der Saugals ,auch an der Druckseite zur Vermeidung von Drosselverlusten
ein Druckausgleich eintreten kann. Die Flansehaax.snehmungen 5ä münden förderseitig
in einen Ringkanal 7, der mit dem Druck-@anal $ der Pumpe in Verbindung steht. Die
unter dem Wasserspiegel eingehängte Pumpe saugt also das Fördergut aus der Tiefe
durch die Saugöffnung 5, und die Ausnehmungen 4 an und drückt das Gut dann durch
die Ausnehmungen 4" in den Sammelraum 6 und durch die Flanschausnehmungen 5ä in
den Ringkanal 7, von wo es durch den Druckkanal 8 in das Steigrohr g gelangt.
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Um zwischen der Saug- und Druckseite des Pumpengehäuses 5 eine absolute
Dichtung der Kugelhalbschalen 4a, 4b gegenüber der Gehäuseinnenwandung zu erreichen,
sind in den Schalen Profilnuten 4" .(s. Abb. 3) an zwei sich gegenüberliegenden
Stellen vorgesehen, in die ein Dichtungsstab io eingeführt wird, der durch einen
Stahl-Stab ioa od. dgl. verspannt sein kann.
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Was den Werkstoff für den Kugelkolben und die Halbkugelschalen sowie
die Schieber anbelangt, so können diese aus Buna, Kunststoff oder einem anderen
Material hergestellt oder mit diesen Werkstoffen armiert sein.
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Wenn es sich darum handelt,. besonders hohe Pumpleistungen zu erzielen,
bei welchen die A'br winklung der .Blindwelle 2 mit Rücksicht auf die hohen Drehzahlen:
und date Gefährd#mig der Triebwerkteile nicht übertrieben werden darf, wird die
Kugelkolbenpumpe nach der Erfindung stufenweise über- oder nebeneinandergeschaltet,
je nach Anwendungsart.
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Abb.5 zeigt eine derartige Mehrstufenkugelkolbenpumpe, bei welcher
oberhalb einer größeren Pumpe pi zwei kleinere Pumpen P2 und P3 vorgesehen sind.
i' ist die Antriebswelle. Die Blindwelle 2' der Pumpe P1 bildet die Antriebswelle
der Pumpe P2, deren Blindwelle 2" wiederum die Antriebswelle für die Pumpe P3 darstellt.
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Jede Pumpe saugt bei 5c', 5,' bzw. 5,... in Pfeilrichtung für sich
gesondert an, so daß die, Sauglca,nalquerschnitte der jeweiligen Leistungsunterteilung
entsprechend groß gewählt werden können: Die drei Pumpen Pi, P2, P3 fördern das
Pumpgut in einen gemeinsamen Druckkanal, der sich von Pumpe zu Pumpe fortpflanzt,
um auf der Drucksuite der Pumpe P3 in den Saugkanal g' zu münden.
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Um den Druckkanal möglichst geräumig zu halten, können die Pumpen
P2 und P3 im Kugeldurchmesser kleiner sein und sind deshalb abwechselnd aus der
Mitte des Förderrohres g' heraus versetzt. Die Wellen 2' und 2" erfahren dadurch
eine größere Abwinklung, wodurch wiederum die Mehrstufenpumpe eine beträchtliche
Mehrleistung erhält.
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Man ist daher mit einer derartigen stufenweisen Anordnung der Kugelkolbenpumpen
nach der Erfindung in der Lage, allen bei Tief- und Tauchpumpen auftretenden Anforderungen,
insbesondere hinsichtlich Einbautiefe, Leistung, Kraftbedarf und Antriebsxriotor,.
zu entsprechen.