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Kreiselpumpenaggregat, insbesondere für flüssige Nahrungs- und Genußmittel
Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere
der Nahrungs- und Genußmittel-, der pharmazeutischen und der chemischen Industrie.
In diesem Zusammenhang werden im allgemeinen Kreisel-und sonstige Umlaufpumpen,
insbesondere Flüssigkeitspumpen verwendet, die mit einem Elektromotor zu einem gegebenenfals
transportablen Aggregat unmittelbar zusammengebaut sind. Dabei muß zuweilen die
Mengen- oder die Druckleistung der Pumpe verändert werden, was bisher durch eine
entsprechende Drehzahlregelung des Antriebsniotors erfolgte.
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Das hat aber verschiedene Nachteile, indem etwa bei Verwendung eines
Schleifringläuferinotors mit Regler der Regelbereich nicht immer -genügt, der Kraftbedarf
und die Stromaufnahme des Motors in ungünstigem Verhältnis zur l'umpenleistung stehen
sowie hierfür vergleichsz# weise teure Spezialausführungen derartiger Motoren erforderlich
sind. Bei Verwendung eines polumschaltbaren Motors läßt sich die Drehzahl
je-
weils nur auf das Doppelte erhöhen oder auf die Hälfte herabsetzen. Dann
liegt die untere Drehzahl so niedrig, daß auch schon zur Erreichung eines an sich
üblichen Druckes eine mehrstufige Pumpe vorgesehen werden muß, oder die obere Drehzahl
liegt so hoch, daß außer entsprechend großem Verschleiß die gerade bei derartigen
Spezialpumpen zu beachtende Gefahr des Alterierens und Quirlens des Fördergutes
besteht.
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An Stelle eines regelbaren Antriebsmotors hat man auch schon ein Getriebe
zwischen dem Motor und der Pumpe angeordnet, mit dem bei gleichbleibender Motordrehzahl
verschiedene Pumpendrehzahleil eingestellt werden können. Dadurch ergeben sich aber
zusätzliche Reibungs- und Verschleißstellen, außerdem erhöht sich das Gesamtgewicht
des
Aggregates, was vor allem bei transportablen Pumpenanlagen von Nachteil ist.
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Ferner ist es an sich bekannt, bei mehrstufigen Pumpen wahlweise ein
Parallel- oder Hintereinanderschalten von Stufen oder Stufengruppen mittels eines
drehbaren oder hin- und herbeweglichen Schiebers vorzunehmen. Diesen hat man zu
dem betreffenden Zweck entweder außerhalb der eigentlichen Pumpe oder zwischen den
einzelnen Pumpengliedern und im allgemeinen quer zur Pumpenwelle, im letzteren Falle
seitlich zu derselben versetzt, angeordnet. Bei den bisher bekannten Ausführungen
dieser Art ist zur Unterbringung des betreffenden Schaltorgans und der anschließenden
Kanäle zum Teil ein eigenes Gehäuse, zum mindesten aber eine besondere Formgebung
des Pumpengehäuses erforderlich. Das trifft auch auf eine mehrstufige Zentrifugalpumpe
zu, bei der in einer einseitigen Ausbauchung des Gehäuses ein Drelischieber angeordnet
ist, der an Stelle eines im gleichen Zusammenhang schwieriger zu handhabenden und
sonstige Mängel bedingenden Flachschiebers als Umschaltorgan für den durch sein
jeweiliges Verdrehen um go' möglichen Übergang vom Niederdruck- auf den Hochdruckbetrieb
und umgekehrt dient. Damit soll den z. B. für Motor-Feuerspritzen gegebenen Verhältnissen
entsprochen werden, die im einen Fall plötzlich den doppelten Spritzdruck und im
anderen Falle die doppelte Spritzmenge erfordern. Soweit außerdem noch Regelvorgänge
bei Pumpen in Betracht kommen, etwa durch Drosseln von Durchtrittsquerschnitten,
werden dafür bisher im allgemeinen besondere Organe vorgesehen.
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Man hat weiterhin daran gedacht, das Schaltorgan selbsttätig in Abhängigkeit
vom Förderdruck zu steuern; eine solche Vorrichtung kommt allerdings nur dann in
Betracht, wenn, wie z. B. beim Antrieb einer Brennstoffpumpe durch einen Verbrennungsmotor,
mit Drehzahländerungen zu rechnen ist, die den Förderdruck in nicht erwünschter
Weise beeinflussen.
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Demgegenüber soll mit der Erfindung bei Verwendung eines die Pumpe
ohne Zwischengetriebe gleichachsig antreibenden Elektromoto-rs und eines zwischen
mindestens zwei Pumpengliedern quer zur Pumpenwelle, aber seitlich zu dieser versetzt
angeordneten Drehschiebers zum Parallel- oder Hintereinanderschalten der aus
je einem Laufrad. und zugehörigen Leitkörpern bestehenden, unter sich gleichen
Pumpenglieder eine möglichst weitgehende und vielseitige Regelbarkeit der Pumpenleistung
erreicht werden. Außerdem soll eine für den besonderen Verwendungszweck eines solchen
Aggregates an gegebenenfalls wechselnden Standorten mit unterschiedlichen Anschlußverhältnissen
zweckdienliche bauliche Gestaltung und betriebsmäßige Einrichtung geschaffen werden.
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In diesem Sinne geht die Erfindung von einem Kreiselpumpenaggregat,
vorzugsweise der Flüssigkeitsriligbauart, mit einern aus aneinandergrenzenden ringförmigen
Abschnitten bestehenden und mit parallel zur Welle verlaufenden Kanälen für die
Förderflüssigkeit versehenen Gehäuse aus und ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet,
daß der Drehschieber zwecks Anpassung der mit konstanter Drehzahl angetriebenen
Pumpe an die je-
weiligen Verhältnisse derart auch als Regelorgan ausgebildet
ist, daß er bei gleichbleibender Schaltung beliebige Durchtrittsquerschnitte einzustellen
gestattet und daß an dem der Antriebsseite entgegengesetzten Ende ein zweites Schaltorgan
in an sich bekannter Weise gleichachsig zur Welle angeordnet ist, das zur wechselseitigen
Verbindung dort befindlicher Anschlußöffnungen mit dem Saug- und dem Druckkanal
dient.
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Der Drehschieber hat auf gegenüberliegenden Seiten zwei Aussparungen,
von denen je nach Einstellung des Schiebers für Parallel- oder Hintereinanderschaltung
die eine Aussparung die Austrittsseite eines Pumpengliedes mit dem Druckkanal bzw.
mit der Eintrittsseite eines anderen Pumpengliedes verbindet und die andere Aussparung
den Sangkanal mit der Eintrittsseite des letztgenannten Pumpengliedes verbindet
bzw. überhaupt keine Verbindung herstellt, während der Drehschieber bei einer weiteren
Einstellung gleichzeitig beide betreffenden Pumpenglieder austritts- bzw. eintrittsseitig
absperrt, so daß überhaupt keine Förderung stattfindet. Die Aussparungen des Drehschiebers
sind so gestaltet, daß seine erfindungsgemäß vorgesehene zusätzliche Verwendung
als Regelorgan mit beliebig vielen Zwischenstellungen ermöglicht wird.
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Ein derartiges Pumpenaggregat ermöglicht auf Grund seiner besonderen
Gehäusebauart aus einzelnen, zu je einem Pumpenglied gehörenden
Ab-
schnitten auch ohne weiteres stufenweise eine ergänzende Mengen- bzw.
Druckregelung durch einen an sich bekannten Ein- oder Ausbau von Pumpengliedern.
Dabei ist neu, gefällig und im Hinblick auf die bevorzugte Verwendung als transportierbares
Gerät besonders vorteilhaft die durch entsprechende Unterbringung des Drehschiebers
und des zweiten Schaltorgans innerhalb des Gehäuses bis auf unvermeidbar etwas herausragende
Bauteile (Handhebel :usw.) immer durchgehend glatte äußere Zylinderform der ganzen
Pumpe; Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch dieselbe erzielten
Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in der Zeichnung für
verschiedene Betriebszustände dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt Fig.
i die äußere Form des Pumpenaggregates in Draufsicht, Fig. 2 einen senkrechten Längsschnitt
durch die Pumpe nach dem Linienzug II-II bei Parallelschaltung der einzelnen Pumpenglieder,
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung bei Hintereinanderschaltung
der einzelnen Pumpenglieder, Fig. 4 einen waagerechten Längsschnitt durch einen
Teil des Aggregates.
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Das ganze Pumpenaggregat hat eine geschlossene, zylindrische Außenform,
die durch aneinandergrenzende, ringförmige Abschnitte i gleichen
Durchmessers
der einzelnen feststehenden Bauteile gebildet wird. An das so zusammengesetzte Gehäuse
schließt sich eine Laterne2 mit demselben Durchmesser an, deren äußeres Ende mit
dem Gehäuse3 eines zum Antrieb der Pumpe dienenden Elektromotors durch Flanschverschraubungen
verbunden ist.
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Auf einer für die Flügelradpul-npe und ihren Antriebsmotor gemeinsamen
Welle 4 sind zwei Laufräder 5, 6 angeordnet, die zusammen mit sie beiderseitig
begrenzenden, feststehenden Leitkörpern 7, 8 bzw. 9, io
je ein Pumpenglied bilden. Zwischen den beiden Pumpengliedern befindet sich,
,seitlich aus der senkrechten Mittellängsebene der Pumpe versetzt (vgl. Fig. i),
ein als Drehschieber ii ausgebildetes Schalt- und Regelorgan, dessen senkrechte
Achse 12 an ihrem oberen, aus dem Gehäuse herausragenden Ende mittels eines Handhebels
13 betätigt werden kann.
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Auf den voneinander abgelzehrten Seiten der Pumpenglieder sind zwei
weitere feststehende Bauteile 14, 15 angeordnet, die zur Lagerung und abdichtenden
Durchführung der Welle 4 dienen sowie je einen dieselbe ringförmig umgebenden
Saugraum 16 bzw. Druckraum 17 enthalten. Der eine dieser Bauteile bildet
außerdem den der Antriebsseite des Aggregates entgegengesetzten Endabschnitt des
Pumpengehäuses mit Öffnungen 18, ig für die Zu- bzw. Abführung der Förderflüssigkeit.
Am gleichen Ende ist ferner gleichachsig zur Welle 4 ein Schaltkegel 2o vorgesehen,
der ebenso wie der Drehschieber i i mittels eines Handhebels 21 von außen betätigt
wird und so ausgebildet ist, daß die beiden Anschlußleitungen wechselseitig mit
der Saug- und Druckseite der Pumpe in Verbindung gebracht werden können.
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Unmittelbar an der Innenseite der Pumpengehäusewand erstrecken sich
einander gegenüberliegend parallel zur Welle ein Saugkanal 22 und ein Druckkanal
23. Dem ersteren ist ein ebenfalls in das Gehäuse eingebautes Filter 24 vorgeschaltet,
während an den Druckraum, in den der letztere einmündet, ein Manometer
25 angeschlossen ist, Der Drehschieber ii hat auf gegenüberliegenden Seiten
im oberen und unteren Bereich je eine Aussparung i i' bzw. i i". Dadurch
lassen sich, wie aus den Fig. 2 bzw. 3 ersichtlich ist, die beiden Pumpenglieder
5, 7, 8 und 6, 95 io je nach der Schiebereinstellung parallel-
oder hintereinanderschalten. Im ersteren Falle fördert die Pumpe die doppelte Menge
und im letzteren Fall auf den doppelten Druck jedes Einzelgliedes. Darüber hinaus
können durch eine in seitlicher Richtung abnehmende Tiefe der betreffenden Aussparungen
die Durchtrittsquerschnitte des Drehschiebers für beide Schaltungen im Sinne einer
beliebigen Regelbarkeit der Fördermenge bzw. des Förderdruckes innerhalb der durch
die maximale Gesamtleistung der Pumpe gegebenen Grenze beliebig verändert werden.
Wird der Schieber um iSo' gegenüber der Mittellage gemäß Fig. 2 verdreht,
so
sperrt er im oberen Bereich den Austritt des einen Pumpengliedes und im
unteren Bereich den Eintritt des anderen Pumpengliedes ab, so daß die Pumpe überhaupt
nicht fördert.
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Der besondere Vorteil der neuen, Anordnung gemäß der Erfindung besteht
betriebsmäßig darin, daß bei stets gleichbleibender Drehzahl, also bei Verwendung
eines einfachen Antriebsmotors, der nicht geregelt zu werden braucht, und ohne ein
Regelgetriebe die Leistung der Pumpe bezüglich Förderrnenge und Förderdruck den
jeweiligen Anforderungen angepaßt werden kann. Dabei brauchen auch nicht jeweils
einzelne Pumpenglieder zu- oder abgeschaltet zu werden, sondern es läßt sich mit
jedem Pumpenglied z. B. die Hälfte seiner normalen Fördermenge oder seines normalen
Förderdruckes erreichen, so daß beide Pumpenglieder zusammen bei Parallelschaltung
gerade die gleiche Menge bzw. bei Hintereinanderschaltung gerade auf den gleichen
Druck fördern wie sonst eine Pumpe mit nur einem Glied. Innerhalb der Pumpenglieder
findet keine Drosselung oder Kreislaufführung der Förderflüssigkeit statt, so daß
die damit verbundenen Nachteile wie Erwärmen und Schäumen derselben sowie das besonders
bei manchen der in diesem Zusammenhang in Betracht kommenden besonderen Arten von
Flüssigkeiten, z. B. Wein, Moste und Spirituosen, unerwünschte Alterieren vermieden
werden.
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Eine möglichst schonende Förderung der betreffenden Flüssigkeiten
bei geringer Reibung wird zudem durch die axiale Anordnung des Schaltkegels 2o erreicht,
die vergleichsweise geringe Umlenkungen ermöglicht.
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Neben den betriebsmäßigen Vorteilen hat ein gemäß der Erfindung ausgebildetes
Pumpenaggregat auch herstellungsmäßig Vorteile aufzuweisen. Diese bestehen vor allem
darin, daß keine Hobelarbeiten, sondern nur Dreharbeiten an den einzelnen Bauteilen
ausgeführt zu werden brauchen. Durch Verwendung einheitlicher Einzelglieder vereinfacht
sich übrigens auch die Herstellung von Pumpen verschiedener Leistungsgrößen. Die
geschlossene Zylinderform mit der glatten Außenfläche gibt schließlich dem ganzen
Aggregat ein gefälliges Aussehen.