DE9317856U1

DE9317856U1 - Kreiselpumpe mit Strömungsleitblechen

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Publication number: DE9317856U1
Application number: DE9317856U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-11-16
Filing date: 1993-11-16
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2003-11-17

Description

Kreiselpumpe mit Strömungsleitblechen

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe für einen förderstromgesteuerten Füllautomaten zur Abfüllung flüssiger oder viskoser Medien mit einem Anschluß für ein Füllrohr, bestehend aus einem Pumpenkörper, einer Antriebswelle mit Flügelrad und einem dem Flügelrad nachgeordnetem Strömungskanal.

Es ist bekannt, in einem förderstromgesteuerten Füllautomaten eine Kreiselpumpe zu verwenden, die einen Förderstrom erzeugt, welcher über ein Füllrohr dem zu füllenden Behältnis zugeführt wird.

Weiter ist es bekannt, die Abfüllmenge zeitgesteuert zu dosieren, indem die zur Abfüllung eines bestimmten bekannten Volumens erforderliche Abfüllzeit ein Mal gemessen wird und über die Bildung eines Verhältnisses am Füllautomaten die Abfüllzeit für ein beliebiges Füllvolumen eingestellt wird. Nachteilig ist hierbei, daß eine Änderung der Viskosität ein anderes Verhältnis zwischen Abfüllzeit und Abfüllvolumen mit sich bringt, was bei dieser Art des zeitgesteuerten AbfüUens unberücksichtigt bleibt, wodurch die Dosiergenauigkeit entscheidend herabgesetzt wird.

Mit der durch die DD PS 297 123 offenbarten technischen Lehre wird dieser Nachteil beseitigt. Das Patent offenbart eine Abfüllvorrichtung bei welcher in dem der Pumpe nachgeordneten Füllrohr zwei Sensoren angeordnet sind. Der bekannte Abstand der Sensoren und der ebenfalls bekannte Querschnitt des Füllrohres bilden ein definiertes Volumen, in welchem die zu seiner Ausfüllung mit dem Abfüllmedium erforderliche Zeit unmittelbar während des Abfüllvorganges ermittelt wird, indem die Zeitmessung beim Passieren des unteren Sensors durch die Füllstromsäule in Gang gesetzt wird und beim Passieren des oberen Sensors beendet wird. Die so ermittelte Zeit repräsentiert unabhängig von der Viskosität stets das gleiche Volumen, so daß eine entsprechende Auswerteelektronik problemlos die Abfüllzeit für ein beliebiges vor Beginn des Abfüllvorganges am Automaten vorgegebenes Volumen ermitteln kann. Aber auch die Steuerung des Abfüllvorganges nach dieser Methode weist eine für viele Zwecke unzureichende Dosiergenauigkeit auf. Ursache dafür ist, daß die Dosiergenauigkeit bei einer derartigen Steuerung des Abfüllvorganges nur dann befriedigende Werte erreicht, wenn sichergestellt ist, daß eine die Zeitmessung startende und beendende Füllstromsäule das zwischen den Sensoren definierte Volumen innerhalb des Füllrohres voll ausfüllt. Aber gerade diese Bedingung wird bei einer Abfüllung mittels einer Kreiselpumpe nicht erfüllt. Durch die Förderung mittels eines Flügelrades entsteht im Fördermedium eine Verwirbelung, die sich bis in das Füllrohr hinein fortsetzt. Dieses hat zur Folge, daß der Füllstrom sich nicht als Säule mit ebener Stirnfläche, sondern eher trichterförmig ausbildet. Die berührungslos arbeitenden

Sensoren schalten dennoch beim Passieren der Strömung, so daß durch die Auslegung der Steuerung auf ein Volumen, welches einer vollen Füllstromsäule zwischen den Sensoren entspricht, ein beträchtlicher Dosierfehler entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreiselpumpe für einen förderstromgesteuerten Füllautomaten, die in Verbindung mit einer Sensoren aufweisenden Steuerung arbeitet, wobei die Sensoren in einem Füllrohr angeordnet sind, zu schaffen, bei der eine Verwirbelung des Füllstromes im Füllrohr verhindert wird und das durch die Sensoren definierte Volumen während der Messung von einer vollen Füllstromsäule im Füllrohr ausgefüllt wird, so daß Dosierfehler bei der Abfüllung flüssiger oder viskoser Medien deutlich verringert werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb des dem Flügelrad nachgeordnetem Strömungskanals ein oder mehrere Strömungsleitbleche angeordnet sind.
Durch das Flügelrad wird das Abfüllmedium auf einer Kreisbahn bewegt. Dadurch weist das Füllgut innerhalb der sich beim Übergang in den Strömungskanal ausbildenden Füllstromsäule über deren Querschnitt betrachtet unterschiedliche Geschwindigkeiten auf. Die zunächst geradlinige Bewegung der Füllstromsäule im Strömungskanal wird im Bereich seines Übergangs vom waagerechten in den senkrechten Teil gekrümmt und es kommt zu einer Verwirbelung der Füllstromsäule und zu einer trichterförmigen Ausbildung ihrer Stirnfläche. Durch die Anordnung von Strömungsleitblechen im Strömungskanal wird dieser Effekt entweder generell verhindert oder die entstehende Verwirbelung geglättet. Auf diese Weise bildet sich im dem Strömungskanal nachgeordneten Füllrohr zwischen den Sensoren eine das Füllrohr völlig ausfüllende Füllstromsäule aus, so daß auch unmittelbar nach dem Einschalten der Pumpe die Messung der zur Füllung des Volumens zwischen den Sensoren erforderlichen Zeit unter nahezu stationären Verhältnissen erfolgt und der Dosierfehler entsprechend gering ist.

Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung sind die Strömungsleitbleche im waagerechten Teil des Strömungskanals parallel zu dessen Längsachse angeordnet. Eine Verwirbelung der Füllstromsäule beim Übergang in den senkrechten Teil des Strömungskanals wird durch diese Strömungsleitbleche von vornherein wirkungsvoll verhindert.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Strömungsleitbleche in dem senkrechten Teil des Strömungskanals angeordnet, welcher innerhalb des am Pumpenkörper vorgesehenen Anschlusses für das Füllrohr ausgebildet ist. Vorteilhafter Weise sind dabei die Strömungsleitbleche parallel zur Längsachse dieses senkrechten Teils des Strömungskanals gerichtet. Die beim Übergang in diesen Kanalbereich vorhandene Verwirbelung wird durch die Anordnung der Strömungsleitbleche vor dem Übergang in das Füllrohr geglättet.

Sinnvoll ist die Erfindung auch dann ausgestaltet, wenn im waagerechten und im senkrechten Teil des Strömungskanals Strömungsleitbleche vorgesehen sind, jedoch muß bei der Art ihrer Anordnung und bei ihrer Anzahl darauf geachtet werden, daß sich der Strömungswiderstand nicht zu stark erhöht. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die im senkrechten Teil des Strömungskanals vorgesehenen Strömungsleitbleche zwar zueinander parallel sind, nicht aber parallel zu den im waagerechten Teil des Strömungskanals angeordneten.

Durch die Strömungsleitbleche wird erreicht, daß eine im Strömungskanal turbulenzfreie, auf das Füllrohr gerichtete Strömung entsteht. Sinnvoller Weise sind die Strömungsleitbleche sehr dünn. Durch eine geringe Blechstärke wird während des Pumpenlaufs vermieden, daß sich im Pumpenkörper ein Strömungswiderstand aufbaut, der zu einer Drosselung der Pumpe und damit zu einer Verringerung der Pumpenleistung führt. Ebenso wird durch dünne Strömungsleitbleche ein Nachtropfen der Fülleinrichtung bei Erreichen des Sollvolumens und Abschalten der Pumpe verhindert, da das Füllgut ohne großen Widerstand vom Füllrohr über den Pumpenkörper in das Vorratsgefäß zurückströmen kann.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung mit Strömungsleitblechen im waagerechten Teil des Strömungskanals erstrecken sich diese zwischen dem Flügelrad und über den senkrechten Teil des Strömungskanals hinweg, vorteilhafter Weise bis zur Innenwand des Pumpenkörpers. In ihrem vertikalen Verlauf erstrecken sich die Strömungsleitbleche erfindungsgemäß über den gesamten Querschnitt des Strömungskanals, so daß sie an der Pumpenunterseite durch die Bodenabschlußplatte und an der Pumpenoberseite durch die obere Innenwand des Pumpenkörpers begrenzt werden.

Bei einer Anordnung der Strömungsleitbleche im senkrechten Teil des Strömungskanals ist die Erfindung sinnvoll ausgestaltet, wenn die Strömungsleitbleche sich in ihrem horizontalen Verlauf über dessen gesamten Querschnitt erstrecken, während sie sich vertikal in einer sinnvollen Weise bis zu seiner durch einen Absatz zum Abstützen des Füllrohres gegebenen oberen Begrenzung erstrecken.

Anhand der in den Figuren 1 bis 4a gegebenen Darstellungen, soll die Erfindung näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Die Seitenansicht einer Kreiselpumpe im Schnitt
Fig. la: Die Draufsicht der Kreiselpumpe nach Fig. 1

Fig. 2: Die Seitenansicht der Bodenabschlußplatte eines Pumpenkörpers mit Strömungsleitblechen

Fig. 2a: Die Draufsicht auf die Bodenabschlußplatte nach Fig. 2

Fig. 3: Die Explosivdarstellung einer Abfülleinheit, bestehend aus der Bodenabschlußplatte mit Strömungsleitblechen, dem Pumpenkörper mit Flügelrad und dem Füllrohr

Fig. 4: Die Seitenansicht eines Pumpenkörpers mit Strömungsleitblechen im senkrechten Teil des Strömungskanals im Schnitt

Fig. :4a Die Draufsicht auf einen Pumpenkörper nach Fig. 4

Die Fig. 1 zeigt die Seitenansicht einer Kreiselpumpe im Schnitt, Fig. la die zugehörige Draufsicht. Der nicht dargestellte Pumpenmotor treibt die Welle 7 an, auf welcher ein Flügelrad 4 angeordnet ist. Durch die bei der Drehung des Flügelrades 4 entstehende Sogwirkung wird über eine Ansaugöffnung 11 das Abfüllmedium in das Innere eines Pumpenkörpers 1 gesaugt. Über einen Strömungskanal 2;2' wird die Strömungssäule einem Füllrohr 12, welches hier nicht dargestellt ist zugeleitet. In der Gehäusewand des Pumpenkörpers 1 sind Gewindebohrungen 8 vorgesehen, welche zur Verschraubung mit einer Bodenabschlußplatte 5 dienen.

Fig. 2 gibt die Seitenansicht der Bodenabschlußplatte 5 eines Pumpenkörpers 1 mit Strömungsleitblechen 6 wieder. Dargestellt sind in dieser Figur die Ansaugöffnung 11 und die senkrecht auf der Bodenabschlußplatte 5 angeordneten Strömungsleitbleche 6. Über Durchgangsbohrungen 9 wird die Bodenabschlußplatte 5 mit dem in der Fig. 1 dargestellten Pumpenkörper 1 verbunden.

Die in Fig. 2a gegebene Darstellung der Bodenabschlußplatte 5 in Draufsicht zeigt eine Anordnung mit vier Strömungsleitblechen 6. Die Strömungsleitbleche 6 sind im Bereich des beim Zusammenfügen der Bodenabschlußplatte 5 und des Pumpenkörpers 1 entstehenden Strömungskanals 2 parallel zueinander und zu dessen Längsachse 15 angeordnet.

Die Explosivdarstellung einer Abfülleinheit bestehend aus der Bodenabschlußplatte 5, dem Pumpenkörper 1 mit Strömungsleitblechen 6 und dem Füllrohr 12 ist in Fig. 3 gegeben. Der Pumpenkörper 1 und die Bodenabschlußplatte 5 liegen vollständig in dem in einem stets gefüllten in der Abbildung nicht dargestellten Niveaubehälter befindlichen Abfüllmedium. Durch den ebenfalls nicht dargestellten Pumpenmotor wird die Pumpenwelle 7 mit dem auf ihr angeordneten Flügelrad 4 angetrieben. Das Abfüllmedium wird durch das Flügelrad 4 über die Ansaugöffnung 11 in den Pumpenkörper 1 gesaugt. Nach dem Passieren des waagerechten Teils des Strömungskanals 2 wird die zunächst geradlinige Bewegung des Mediums beim Übergang in den senkrechten Teil des Strömungskanals 2' gekrümmt. Die durch diese Krümmung und die im Strömungskanal 2;2' gegebene Geschwindigkeitsverteilung normalerweise auftretende Verwirbelung des Abfüllmediums wird durch die Strömungsleitbleche 6 wirkungsvoll verhindert, so daß die Strömung als gleichmäßige, das ganze Füllrohr 12 ausfüllende Füllstromsäule in diesem aufsteigt und beim Passieren des berührungslos arbeitenden Sensors 13 die Messung auslöst. Durch das Passieren des Sensors 14 wird die Messung beendet. Aus dem vorher am Abfüllautomaten eingestellten Abfüllvolumen und dem im Füllrohr 12 über den Abstand der Sensoren 13,14 definierten Volumen wird in der Steuerung des Automaten ein Quotient gebildet, aus welchem nun über die Verrechnung mit der gemessenen Zeit die Abfüllzeit für das zu dosierende Volumen bestimmt wird. Dadurch, daß das für die Messung zugrunde gelegte Volumen innerhalb des Füllrohres 12 zum Zeitpunkt der Messung tatsächlich durch eine volle Füllstromsäule ausgefüllt ist, erfolgt auf die beschriebene Art und Weise eine sehr genaue Dosierung des Abfüllmediums.

Die Figuren 4 und 4a veranschaulichen Ausführungsformen eines Pumpenkörper 1 mit Strömungsleitblechen 16 im senkrechten Teil des Strömungskanals T in einer im Schnitt dargestellten Seitenansicht bzw. in einer Draufsicht. Wie aus Fig. 4a zu erkennen ist, handelt es sich um eine Ausführung mit vier Strömungsleitblechen 16. Die parallel angeordneten Strömungsleitbleche 16 erstrecken sich in ihrem horizontalen Verlauf über den gesamten Querschnitt des Strömungskanal 2' und wie durch Fig. 4a veranschaulicht in vertikaler Richtung bis zu dem Absatz 17, welcher den Strömungskanal 2' begrenzt und das Füllrohr 12 nach seinem Einstecken abstützt.

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Liste der Bezugszeichen

1 Pumpenkörper

2,2' Strömungskanal

3 Anschluß für Füllrohr

4 Flügelrad

5 Bodenabschlußplatte

6 Strömungsleitbleche

7 Antriebswelle

8 Gewindebohrung

9 Durchgangsbohrung

10 Auslaßöffnung

11 Ansaugöffnung

12 Füllrohr

13 Sensor

14 Sensor

Claims

• · 4 t » I· Schutzansprüche

1. Kreiselpumpe für einen förderstromgesteuerten Füllautomaten mit einem Anschluß für ein Füllrohr, bestehend aus einem Pumpenkörper, einer Antriebswelle mit Flügelrad und einem dem Flügelrad nachgeordnetem Strömungskanal, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Strömungskanals (2;2') ein oder mehrere Strömungsleitbleche (6; 16) angeordnet sind.

2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitbleche (6) im waagerechten Teil des Strömungskanals (2), parallel zu dessen Längsachse (15) zwischen dem Flügelrad (4) und dem senkrechten Teil des Strömungskanals (2¹) angeordnet sind.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitbleche (16) im senkrechten Teil des Strömungskanals (2') parallel zu dessen Längsachse (18) angeordnet sind.

4. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Strömungsleitbleche (6; 16) im waagerechten Teil des Strömungskanals (2) und im senkrechten Teil des Strömungskanals (2¹) angeordnet sind.

Kreiselpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitbleche (6) in ihrem horizontalen Verlauf im Bereich des senkrechten Teils des Strömungskanals (2¹) mit der Innenwand des Pumpenkörpers (1) abschließend angeordnet sind.

6. Kreiselpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitbleche (6) sich in ihrem vertikalen Verlauf über den gesamten Querschnitt des waagerechten Teils des Strömungskanals (2) erstrecken.

7. Kreiselpumpe nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitbleche (16) sich in ihrem horizontalen Verlauf über den gesamten Querschnitt des senkrechten Teils des Strömungskanals (2') erstrecken.