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Selbstansaugende Kreiselpumpe mit Ansaugstufe und saugseitiger, flüssigkeitsgesperrter
Stopfbuchse Die Erfindung bezieht sich auf eine selbstansaugende Kreiselpumpe mit
einer auf der Saugseite angeordneten Ansaugstufe und betrifft die Sperrung der Stopfbuchse
während des Betriebes.
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Zum Ansaugen ist bei dieser Pumpenart das Vorhandensein einer bestimmten
Hilfsflüssigkeitsmenge in der Ansaugstufe erforderlich. Ist durch längeren Stillstand
und undichte Stopfbuchse diese Hilfsflüssigkeitsmenge bis zur unteren Kante der
Welle aus der Pumpe abgelaufen, so ist es schwierig, beim Ansaugen ein höheres Vakuum
zu erreichen, weil durch die saugseitig angeordnete Stopfbuchse Luft mit angesaugt
wird.
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Bei den bekannten Pumpen ist es deshalb immer erforderlich, die Stupfbuchspackung
fest anzuziehen, was jedoch bei ferngesteuerten Aggregaten nicht immer möglich ist.
Aus diesem Grunde werden im Stopfbuchsraum Lippen- oder Gleitringdichtungen angewendet,
die jedoch bei auftretendem Trockenlauf die Betriebssicherheit gefährden und im
übrigen erhöhte Kosten verursachen.
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Auch ist es bekannt, daß dem Stopfbuchsraum Sperrflüssigkeit unter
geringem Druck entweder durch eine an der Pumpe angeschlossene Fremdflüssigkeitsleitung
oder durch eine Leitung aus dem Druckraum der Hauptpumpe zugeführt wird. Die erstere
Ausführung hat den Nachteil, daß ständig zusätzliche Flüssigkeit verlorengeht oder
daß die Zuleitung beim Stillstand der Pumpe abschaltbar sein muß. Bei der zweiten
Ausführung fließt die benötigte Flüssigkeitsmenge aus der Hauptpumpe dem Sperrraum
der Stopfbuchse zu. Für einstufige Pumpen ist diese Ausführung günstig. Bei mehrstufigen
Pumpen dagegen ist wegen des unterschiedlichen und höheren Enddruckes ein Regelorgan
erforderlich.
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Weiterhin sind Ausführungen bekannt, bei denen die Sperrflüssigkeit
vom Druckraum der Ansaugstufe über eine Bohrung in den Sperraum der Stopfbuchse
fließt. Hierbei muß der Druckraum der Ansaugstufe auf jeden Fall voll gefüllt sein
und eine bestimmte Druckhöhe während des Ansaugens gewährleisten, wenn das Ansaugen
von Außenluft über die Stopfbuchse vermieden werden soll.
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Bei allen genannten Ausführungen - bis auf die Sperrflüssigkeitszuführung
aus der fremden Leitung - ist keine Sperrung des Stopfbuchsraumes während des Ansaugvorganges
mehr möglich, wenn die Restflüssigkeitsmenge bis zur Unterkante der Welle abgesunken
ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine selbstansaugende Kreiselpumpe zu
schaffen, bei der in Verbindung mit der Ansaugstufe die Sperrung der Stopfbuchse
ohne Zuführung von Fremdflüssigkeit bei niedrigstem Stand der Restflüssigkeitsmenge
mit bestimmter Druckhöhe möglich ist.
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Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß der Nabe des Laufrades
der Ansaugstufe auf der der Stopfbuchse zugekehrten Stirnseite ein Hilfsförderrad
zugeordnet ist, dem ein Förderkanal stirnseitig im Nabenteil der Stopfbuchse unmittelbar
gegenüberliegt, der in Drehrichtung des Laufrades vor der Druckseite spiralförmig
nach innen verläuft, eine Eintrittsöffnung eines in den unteren Druckraum der Ansaugstufe
führenden Ansaugkanals aufweist und dessen Austrittsöffnung am unteren Teil des
Umfanges der Welle liegend in den Sperraum vor der Stopfbuchse mündet, der durch
eine Drosselbohrung vorzugsweise mit dem oberen Druckraum der Ansaugstufe verbunden
ist und die Eintrittsöffnung von der Austrittsöffnung entgegen der Drehrichtung
des Laufrades mindestens um eine Schaufelzellenbreite des Hilfsförderrades versetzt
ist.
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Von Vorteil ist es, wenn erfindungsgemäß die Nabe des Ansauglaufrades
eine konische Form hat und das Hilfsförderrad auf der Seite des großen Nabendurchmessers
angeordnet ist, das vorzugsweise einen mit Schaufeln besetzten Kanal halbkreisförmigen
Querschnittes aufweist.
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Eine zweckmäßige Ausführung der Erfindung besteht ferner darin, daß
die Drosselbohrung vom Sperraum der Stopfbuchse zum inneren Arbeitsraum der Ansaugstufe
führt, so daß die umlaufende-Sperrflüssigkeit den Hilfsflüssigkeitsring des Arbeitsraumes
der Ansaugstufe bei längeren Ansaugzeiten mitkühlt und erneuert.
In
der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt
F i g.1 einen Längsschnitt durch die Ansaugstufe, F i g. 2 einen Schnitt A-A durch
die Ansaugstufe der F i g.1, F i g. 3 eine Draufsicht auf das Laufrad der Ansaugstufe
mit einem Hilfsförderrad.
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Nach F i g.1 und 2 verbindet die Saugöffnung 2
die Ansaugstufe
mit der Hauptpumpe, deren Förderflüssigkeit über das Laufrad 1 durch die Drucköffnung
3 dem Druckraum 8 der Ansaugstufe zugeführt wird und die aus diesem
durch die Anschlußöffnung 4 austritt. Der Arbeitsraum mit dem Laufrad 1 wird nach
außen durch die saugseitig angeordnete Stopfbuchse 5 mit vorgeordnetem Sperraum
11 abgedichtet. Ein Ansaugkanal mit einer Eintrittsöffnung 7, der vom unteren Druckraum
in einen spiralförmig verlaufenden Förderkanal 9 mündet, führt die Sperrflüssigkeit
einem Hilfsförderrad 6 zu. Der Förderkanal 9 ist durch eine Austrittsöffnung 10
mit dem Sperraum 11 der Stopfbuchse 5 verbunden. Vom Sperraum 11 führt eine
Drosselbohrung 12 zum Druckraum 8 der Ansaugstufe.
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Nach F i g. 1 und 3 ist das Laufrad 1 mit einer konischen Nabe ausgebildet,
und auf deren Stirnseite mit größtem Durchmesser ist das Hilfsförderrad 6 mit kreisförmigem
Kanalquerschnitt und mehreren Schaufeln angeordnet.
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Die Arbeitsweise der Hilfsförderradstufe nach F i g. 1 ist folgende:
Beim Ansaugvorgang ist die Ansaugstufe je nach der Stillstandszeit der Pumpe unterschiedlich
mit Förderflüssigkeit gefüllt, im ungünstigsten Fall bis zur unteren Kante der Welle.
Durch die Rotation des Laufrades 1 entsteht ein Flüssigkeitsring im Inneren des
Arbeitsraumes der Ansaugstufe, der das erforderliche Vakuum für die Hauptpumpe erzeugt
und die Förderflüssigkeit bzw. Luft durch die Saugöffnung 2 ansaugt und durch die
Drucköffnung 3 nach außen durch die Anschlußöffnung 4 weiterfördert. Bei niedrigstem
Stand der Restflüssigkeitsmenge würde sich das entstehende Vakuum auf die Stopfbuchspartie
der Ansaugstufe ausdehnen und somit von außen bei undichter Stopfbuchspackung Luft
ansaugen. Um das zu vermeiden, saugt nach der Erfindung das Hilfsförderrad 6 einen
Teil der Restflüssigkeitsmenge durch die Eintrittsöffnung 7 aus dem Druckraum 8
der Ansaugstufe an, die nach dem Prinzip der Seitenkanalpumpe mit größerem Druck
den Förderkanal 9 durch die Austrittsöffnung 10 verläßt, in den Sperraum 11 der
Stopfbuchse 5 gelangt und damit die Welle nach außen völlig abdichtet. Um einen
bestimmten überdruck im Sperraum 11 der Stopfbuchse zu halten, fließt die Sperrflüssigkeit
vom Sperraum 11 über eine Drosselbohrung 12 in den Druckraum 8 der Ansaugstufe.
Diese Sperrflüssigkeit kann auch in den inneren Arbeitsraum der Ansaugstufe zur
Erneuerung des Hilfsflüssigkeitsringes geleitet werden und von hier wieder in den
Kreislauf durch die Drucköffnung 3 in den Druckraum 8 der Ansaugstufe eintreten.