EP1592889A1

EP1592889A1 - Vorrichtung zur förderung von flüssigkeiten

Info

Publication number: EP1592889A1
Application number: EP04710401A
Authority: EP
Inventors: Luc Reynders; Bert Kempeneers
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2005-11-09
Also published as: US7165953B2; US20060039810A1; WO2004072484A1; BRPI0407395A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere Kühlschmierflüssigkeiten mit Produktionsrückständen. Es ist eine Vertikalpumpe mit einem Pumpengehäuse 14 und einem Pumpenlaufrad 13 vorgesehen sowie eine Antriebswelle 19, ein Elektromotor und eine Wellenverbindung zwschen Elektromotor und Pumpenlaufrad 13. Die Antriebswelle 19 ist von einem Gehäuse 18 umschlossen. Das Pumpengehäuse 14 weist eine Ansaugöffnung 15 und eine Flüssigkeitsaustragsöffnung 16 auf. Beim Start der Pumpe wird in dem die Antriebswelle 19 umschliessenden Gehäuse 18 ein Unterdruck erzeugt, welcher sich durch den Spalt 22 zwischen Welle 19 und Gehäuse 18 in das Pumpengehäuse 14 fortsetzt und die Aufnahme von Flüssigkeit auch bei einem sehr niedrigen Flüssigkeitsniveau gewährleistet.

Description

Vorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten

Beschreibung

Stand der Technik Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1.

Aus der JP 8144989 ist eine solche Vorrichtung bekannt. Diese weist eine Pumpe auf, die von einem Elektromotor angetrieben wird. Die Pumpe ist mit einer Ansaugöffnung versehen, in welche die zu fördernde Flüssigkeit einströmt. Durch die Pumpe wird die Flüssigkeit über ein Rohrleitungssystem abtransportiert. Bei diesen Pumpen ist es erforderlich, dass der Flüssigkeitsstand nicht unter das Niveau des Laufrades absinkt. Sollte ein sehr geringer Flüssigkeitsstand vorhanden sein, der sich nicht auf das Niveau des Laufrades erstreckt, ist ein Abpumpen der Flüssigkeit nicht möglich. Zum Ansaugen dieser Flüssigkeit müssen spezielle Verfahren angewendet werden, die einen höheren Auf- wand erfordern. Außerdem besteht bei solchen Pumpen die Gefahr, dass das Pumpenlager, d. h. die Lagerung der Antriebswelle trocken läuft und unter Umständen Schaden nimmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere von Kühlschmierflüssig- keiten mit Produktionsruckstanden zu schaffen, welche zuverlässig arbeitet und Flüssigkeiten, die auf einem sehr geringen Niveau liegen, zuverlässig fördert.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass wenigstens beim Start der Pumpe in dem die Antriebswelle umschließenden Gehäuse ein Unterdruck herrscht, welcher sich durch die Lageranordnung in das Pumpengehäuse fortsetzt. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass durch den Unterdruck die Flüssigkeit mit geringem Niveau in das Pumpengehäuse einströmt und bis zu einem bestimmten Niveau, welches ausreicht, um eine Förderung zu bewirken, diesen Raum ausfüllt.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Flüssigkeitsaustragsöffnung mit einem Austragsrohr zu verbinden. Die Austragsöffnung bzw. das Rohr ist mit einer Rückschlagklappe verbunden, so dass der Unterdruck im Pumpengehäuse aufrechter- halten werden kann, wenn sich die Pumpe in der Startphase befindet. Die Rückschlagklappe ist beispielsweise eine Kugel, welche in dem Flüssigkeitsrohr in einem erweiterten Querschnittsbereich angeordnet ist.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Gehäuse, welches die Antriebswelle um- schließt, ein Anschluss vorgesehen, welcher mit einer Unterdruckquelle verbunden ist. Dies kann eine Unterdruckpumpe sein.

Gemäß einer vorteilhaften Gestaltung wird der Unterdrück durch einen Ejektor erzeugt, unter Ausnutzung des Überdruckes von gereinigter Kühlschmierflüssigkeit. Diese wird dem Ejektor zugeführt. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, andere Arten von Flüssigkeit oder von Fluid bzw. Luft zur Bildung eines Unterdruckes heranzuziehen. Wird Kühlschmierflüssigkeit zur Unterdruckbildung herangezogen, kann diese direkt wieder in die zu fördernde Flüssigkeit eingeleitet werden. Es bedarf daher keiner Aufbereitung eines zusätzlichen Hilfsstoffes.

In vorteilhafter Weise liegt der Unterdruck in einem Bereich von 0,05 bar bis 0,3 bar. Dies richtet sich lediglich nach der zu überwindenden Höhe zwischen der Ansaugöffnung und dem Laufrad der Pumpe. Die Pumpe befindet sich in bevorzugter Weise in einem Behälter und ist dort über eine Flanschverbindung befestigt. Ebenso ist der Elektromotor mit dem die Antriebswelle umschließenden Gehäuse über einen Anschlussflansch verbunden.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Hierbei zeigen Figur 1 eine bekannte Vorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere von Kühlschmierflüssigkeiten und

Figur 2 eine Vorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten bei geringer Flüssigkeits höhe.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Gemäß Figur 1 ist ein Behälter 10 vorgesehen, in welchem sich Flüssigkeit bis auf Höhe des Niveaus 11 befindet. Innerhalb des Behälters 10 ist eine Pumpe 12, bestehend aus einem Pumpenlaufrad 13 und einem Pumpengehäuse 14 vorgesehen. Die Pumpe 12 saugt die Flüssigkeit über die Ansaugöffnung 15 an und fördert sie zu einer Flüssigkeits- austragsöffnung 16, die üblicherweise mit einem Rohr oder einem Schlauch verbunden ist, welches/r hier nicht dargestellt wurde. Die Pumpe 12 ist mit einem Befestigungsflansch 17 versehen, welcher an einer hier nicht dargestellten Befestiguπgsstruktur des Behälters anordenbar ist. Oberhalb der Pumpe 12 erstreckt sich ein Gehäuse 18, in welchem sich die Antriebswelle 19 befindet. Diese Antriebswelle 19 ist mit einem Elektromotor 20 verbunden. Der Elektromotor 20 ist über eine Flanschverbindung 21 an dem Gehäuse 18 befestigt. Sofern sich die Flüssigkeit in dem Behälter 10 auf dem dargestellten Niveau 11 befindet, ist das Pumpenlaufrad 13 ebenfalls von Flüssigkeit umspült, d. h. bei einem Start des Elektromotors 20 wird die Flüssigkeit aus dem Behälter 10 gepumpt. Befindet sich die Flüssigkeit auf einem Niveau 21 unterhalb des Pumpenlaufrades 13 und die Pumpe 12 wird gestartet, besteht keine Möglichkeit, diese Flüssigkeit zu fördern, da ein Ansaugen der Flüssigkeit nicht möglich ist. Es wird deshalb angestrebt, das Gesamtsystem möglichst tief im Behälter anzuordnen. Allerdings muss jederzeit ein gewisser Abstand zu dem Behälterboden eingehalten werden, damit in die Ansaugöffnung 15 ausreichend Flüssigkeit einströmen kann. Figur 2 zeigt ebenfalls in einer schematischen Darstellung eine Vorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Laufrad 13 ist im Bereich des Befestigungsflansches bzw. des Abschlusses des Pumpengehäuses angeordnet, wobei zwischen Gehäuse 18 und Antriebswelle 19 ein ge- ringfügiger Lagerspalt 22 besteht. Das Gehäuse 18 ist mit einem Anschlussflansch 23 zum Erzeugen eines Unterdrucks in dem Gehäuse ausgestattet. An dem Anschlussflansch 23 befindet sich ein Ejektor 24 mit einem Flüssigkeitseinlauf 25 und einer Ejektor- düse 26. Die Ejektordüse 26 ist unmittelbar vor einer Querschnittsverengung 27 des Austrittsrohrs 28 angeordnet. Das Austrittsrohr 28 ist mit einem Anschluss 29 versehen, an welchem ein Ablaufrohr oder Ablaufschlauch angeordnet werden kann. Die Flüssigkeit für den Ejektor strömt mit Überdruck ein und bildet einen Ejektorstrahl, der einen Unterdruck im Gehäuse 18 erzeugt. Der Unterdruck setzt sich über den Lagerspalt 22 der Welle in das Pumpengehäuse 14 fort und saugt damit Flüssigkeit in das Pumpengehäuse 14 bis auf ein Niveau, das oberhalb des Laufrades 13 liegt. Dies bedeutet, dass selbst bei einem Flüssigkeitsniveau 30 in Höhe der Ansaugöffnung 15 ein Abpumpen derselben möglich ist.

Damit das Unterdruckvolumen begrenzt ist, weist ein Steigrohr 31 an der Flüssigkeits- austragsöffnung 16 ein Rückschlagventil in Form einer Kugel 32 auf. Diese Kugel 32 befindet sich in einem querschnittsvergrößerten Bereich 33. Sobald die Flüssigkeit in dem Steigrohr 31 ansteigt, wird die Kugel 32 nach oben bzw. in den Totraum 34 gedrängt und die Flüssigkeit kann ungehindert ausströmen.

Die Kühlschmierflüssigkeit enthält selbstverständlich Produktionsrückstände, wie Späne aus industriellen Prozessen. Diese lassen sich problemlos mit der dargestellten Pumpe 12 fördern. Der Unterdruck, welcher durch den Ejektor erzeugt wird, ist einstellbar, bei- spielsweise durch den Druck der zugeführten Flüssigkeit. Die Pumpe 12 ist in der Lage, je nach Auslegung eine Flüssigkeitsmenge von 50 Litern bis 6.000 Litern pro Minute zu fördern.

Wesentlich ist bei der Erzeugung des Unterdruckes, dass dieser vor bzw. bei dem Anlaufen der Pumpe 12 erforderlich ist. Selbstverständlich könnte der Unterdruck nach dem Anlaufen der Pumpe abgeschaltet werden, es ist aber auch ohne weiteres möglich, den Unterdruck während der gesamten Betriebsdauer der Pumpe 12 aufrechtzuerhalten.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Förderung von Flüssigkeiten, insbesondere Kühlschmierflüssigkeiten mit Produktionsruckstanden, bestehend aus einer Vertikalpumpe mit Pumpengehäuse (14) und Pumpenlaufrad (13), einer Antriebswelle (19), bestehend aus einem Elektromotor und einer Wellenverbindung zwischen Elektromotor und Pumpenlaufrad, wobei die Antriebswelle (19) von einem Gehäuse umschlossen ist , und wobei oberhalb des Pumpenlaufrades (13) wenigstens ein Spalt (22) im Gehäuse (18) für die Antriebswelle (19) vorgesehen ist und wobei das Pumpengehäuse (14) eine Ansaugöffnung (15) und eine Flüssigkeitaustragsöffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens beim Start der Pumpe in dem die Antriebswelle (19) umschließenden Gehäuse (18) ein Unterdruck herrscht, welcher sich durch den Spalt (22) in das Pumpengehäuse (14) fortsetzt.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssig- keitsaustragsöffnung (16) mit einem Flüssigkeitsrohr verbunden ist und sich im Bereich des Rohres eine Rückschlagklappe befindet.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse, welches die Antriebswelle (19) umschließt, ein Anschluss vorgesehen ist, welcher mit einer Unterdruckquelle verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckquelle ein Ejektor ist, wobei zur Bildung des Unterdrucks gereinigte Kühlschmierflüssigkeit dem Ejektor zugeführt wird.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Bildung des Unterdrucks benötigte Flüssigkeit in die zu fördernde Flüssigkeit einleitbar ist.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck in einem Bereich von 0,05 bis 0,3 bar liegt und insbesondere einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Pumpe ein Befestigungsflansch (17) vorgesehen ist und dieser über den Befestigungsflansch (17) in einem Flüssigkeitsbehälter (10) anordenbar ist. Vorrichtung nach einem der vorherigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor mit dem die Antriebswelle (19) umschließenden Gehäuse (18) über eine Anschlussflansch (23) verbunden ist.