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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umsteuerung der Förderrichtung
einer Radialkreiselpumpe ohne Änderung der Drehrichtung, insbesondere zur Umwälzung
von flüssigen Farben in Färbereimaschinen.
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Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschieber der eingangs genannten
Art zu schaffen, mit dem der Richtungswechsel der betreffenden Flüssigkeit so durchgeführt
werden kann, daß keine Behinderung der Strömung durch scharfe Kanten oder Ecken
eintreten kann, und zwar bei gegenüber den bekannten Pumpenarten gedrängterer und
einfacherer, d. h. betriebssicherer Bauart.
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Die: Lösung dieser- Aufgabe wird gemüß der ErfIndung dadurch erreicht,
daß der Drehschieber hohl ist, das Laufrad umfaßt und -eine in seinem Inneren quer
zu seiner Achse verlaufende Trennwand aufweist, die den Drefischieber in eine Auslaßkannner,
welche das Laufrad unmittelbar umgibt, und in eine Einlaßkammer unterteilt, welche
über eine Öffnung in der Trennwand mit dem Laufradeintritt in Verbindung steht,
wobei der Drehschieber mit Durchbrüchen versehen ist, die durch Betätigung desselben
wahlweise mit Durchlässen des Drehschiebergehäuses zur Deckung gebracht werden können.
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Soweit bereits Pumpen mit einem Drehschieber zur Förderstromumkehrung
bekannt sind, handelt es sich einmal darum, eine Umkehr des Flüssigkeitsstromes
durch ein sogenanntes Schmetterlingsventil zu bewirken, ohne daß die Möglichkeit
der Erfindung vorliegt, den hohlen Drehschieber innerhalb eines Drehschiebergehäuses
so einstellen zu können, daß die jeweiligen Durchlässe dieser beiden Teile in unterschiedlicher
Weise zusammenwirken. Bei dem Drehschieber einer weiteren bekannten Vorrichtung
zur Umsteuerung der Strömungsrichtung bei Kreiselpumpen ohne Umkehrung der Drehrichtung
handelt es sich um einen Kanalschieber, der entgegen der Erfindung keine in seinem
Inneren quer zu seiner Achse verlaufende Trennwand aufweist, also auch nicht
aus einer Auslaß- und einer Einlaßkammer besteht wobei Durchbrüche dieses Schiebers
mit Durchlässen des zugeordneten Drehschiebergehäuses in unterschiedlicher Weise
zur Deckung gebracht werden können. Auch die bei Ein- oder Mehrstufenkreiselpumpen
mit einem Laufrad und mit Umkehr einer Strömungsrichtung verwendeten Dreh- oder
Umschaltklappen können die gestellte Aufgabe nicht erfüllen.
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Die wesentlichen Vorteile der Erfindung ergeben sich daraus, daß nicht
nur die genannten Bedingungen erzielt werden, sondern auch Drehschieber und Drebschiebergehäuse
besonders einfach herzustellen sind. Ferner ergibt sich ein sehr geringer Druckverlust
für die Flüssigkeit bei ihrem Verlauf vom Laufrad zu den Auslässen. Es läßt sich
eine weitgehend direkte Umlenkung des Flüssigkeitsstromes ohne Änderung der allgemeinen
Strömungsrichtung der Flüssigkeit erzielen. Die Pumpe hat eine kompakte Bauweise.
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Hierfür sind weitere Erflndungsmerkmale vorteilhaft anzuwenden, die
sich auf die Anordnung besonderer Durchlaßsätze des Drehschiebergehäuses sowie die
Ausbildung der Durchbrüche des Drehschiebers als Winkelschlitze in Verbindung mit
einem das Drehschiebergehäuse umgebende besondere Pumpengehäuse beziehen. Nachstehend
wird die Erfindung an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig.
1 ein Ausführungsbeispiel einer mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Drehschieber
verschenen Pumpe teilweise im Längsschnitt, F i g. 2 einen Schnitt längs
der Linie II-H von Fig. 1,
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie IH-HI
von Fig. 1,
Fig.4 einen in der Pumpe verwendeten Drehschieber nebst einem
zugeordneten Gehäuse in -schaubildlicher teilweise aufgebrocherer Darstellung und
F i g. 5 die Bauelemente der F i g. 4, jedoch in anderer Betriebsstellung.
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Die Pumpe des Ausführungsbeispiels besteht aus drei Hauptteilen, nämlich
einem Lagerbock 1,
einem Pumpenteil 2 und einem Steuerteil 3. Der Pumpentei12
und der Steuertei13 sind auskragend an dem Lagerbock 1 angeordnet.
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An der Abtriebsseite des Lagerbockes 1 ragt eine Welle 4 durch
eine Wellenabdichtung 5, an deren Ende eine konische Hutmutter
6 aufgesetzt ist, welche die Nabe eines Laufrads mit einer Vielzahl radialer
Schaufeln 7 bildet. Das durch die Schaufeln 7
sowie die Hutmutter
6 gebildete Laufrad ist in dem Pumpenteil 2 angeordnet, welcher ein zylindrisches
Gehäuse 8 mit von Flüssigkeit durchströmten, nach oben ragenden Anschlußstutzen
9 und 10 aufweist. Diese Anschlußstutzen sind mit Flanschen
11 zur Verbindung mit geeigneten Rohrleitungen verbunden. Im vorliegenden
Fall sind die Anschlußstutzen 9 und 10 durch Rohre mit geeigneten
Anschlüssen an dem oberen und unteren Teil eines Farbkessels verbunden, um die Färbeflüssigkeit
zum Zirkulieren zu bringen.
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Konzentrisch innerhalb des Gehäuses 8 befindet sich, von Abstützungen
13, 13', lY' getragen, ein zylindrisches Drehschiebergehäuse 12 von kleinerem
Durchmesser, als das Gehäuse 8 aufweist. Diese Abstätzungen haben die Form
von Platten und bilden Prallschirme. Insbesondere aus F i g. 2 und
3 geht hervor, daß das Pumpen- geh äuse 8 zwischen den Abstützungen
13' und lY' geöffnet ist und eine Flüssigkeitskammer 14 vor dem Anschlußstutzen
9 bildet, während an der gegenüberliegenden Seite der Ab-
stützung
lY' eine Flüssigkeitskammer 15 vor dem Anschlußstutzen 10 vorgesehen
ist. Eine weitere Öffnung 16 ist in dem Gehäuse 8 neben der Abstützung13
vorgesehen, wobei diese öffnung als Auslaß für eine von Zeit zu Zeit erforderliche
Spülung der Pumpe durch ein Rohr 17 dient, das an dem unteren Teil des Gehäuses
angebracht ist.
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Innerhalb des Drehschiebergehäuses 12 ist mit Gleitsitz ein zylindrischer
Drehschieber 18 von gleicher axialer Länge angeordnet. Der Drehschieber
18 ist an einem Ende mit einer Kreisplatte 19 versehen, welche einen
zentralen Konus 28 zur Flüssigkeitsumlenkung besitzt und mit Gleitsitz in
einem Ring 20 an der Innenfläche des Pumpengelfäuses 8
gelagert ist. Das Pumpengehäuse
8 besitzt eine der Platte 19 benachbarte Stirnwandung 21, außerhalb
welcher eine Wellenabdichtuna 22 für eine Bedienungswelle 23 voraesehen ist;
diese trägt die Kreisplatte 19 und den Zylindermantel des Drehschiebers.
Die Stirnwandung 21 besitzt auch einen auskragenden durchbrochenen Schild 24, welcher
als Lagerung für die Bedienungswelle 23 dient Ein
von Hand
betätigter Schwenkhebel 25 zur Einstellung des Drehschiebers ist an dem äußeren
Ende der Bedienungswelle23 angebracht.
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Innerhalb des Drehschiebers 18 ist eine scheibenförmige Trennwandung26
von leicht kegelstumpfartiger Form angebracht, welche den Drehschieber in eine Auslaßkammer
A und eine Einlaßkammer B unterteilt. Der Konuswinkel der Trennscheibe
26
entspricht der Form der Vorderkanten der Schaufeln 7; die Scheibe
26 ist in ihrem Mittelpunkt mit einer Ringbuchse 27 versehen, deren
zentraler Durchtritt koaxial zu der Hutmutter 6 des Laufrads bzw. zu dessen
Achse verläuft.
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Die Umfangswandung des Drehschiebers 18 ist mit Durchbrüchen
29 bzw. 30 versehen, deren Breite im wesentlichen der axialen Länge
der Kammern A
und B entsprechen. Jeder der Druchbrüche besitzt einen Zentriwinkel
von etwa 600; sie sind um etwa 1800 gegeneinander versetzt. Das Drehschiebergehäuse
12 besitzt Durchlässe 31 bis 34, mit denen die Drehschieberdurchbrüche zusammenwirken;
die Durchlässe 31 bis 34 besitzen selbst die gleichen Abmessungen und den
gleichen Zentriwinkel wie jeder der Durchbrüche 29, 30. Es sind jedoch vier
Durchlässe in dem Gehäuse 12 in zwei axial voneinander getrennten Paaren angeordnet,
wobei jedes Paar rund um eine der Kammern A und B angebracht ist. Die Durchlässe
31 und 32 (entsprechend dem Durchbruch 30 und der Kammer B)
sind hinsichtlich ihrer Mittellinien um etwas weniger als 180'
(gemäß F i
g. 2) versetzt, wobei sich der Durchlaß 31 zu der Flüssigkeitskammer
14 und dem Durchlaß 32 zu der Flüssigkeitskammer 15 hin öffnet. Die
anderen beiden Durchlässe 33 und 34 sind ebenfalls einander gegenüberliegend
angeordnet, jedoch ebenfalls um weniger als 1800 (gemäß F i g. 3)
gegeneinander versetzt; sie öffnen sich zu der Flüssigkeitskammer 14 bzw.
15.
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Im Betrieb befinden sich die Teile bei der durch den Einstellhebel
25 festgelegten Betriebsweise in den gemäß F i g. 1 bis 4 angegebenen
Stellungen. Wenn sich das Laufrad zu drehen beginnt, wird Flüssigkeit durch den
Anschlußstutzen 10 aus einem ersten Auslaß des Farbkessels abgezogen und
gelangt durch die Flüssigkeitskammer 15, die durch den Durchlaß
32 und den damit übereinstimmenden Drehschieberdurchbruch 30 festgelegte
Öffnung sowie die Ringbuchse 27 unter der Saugwirkung der Schaufeln
7. Die die Kammer B erreichende Flüssigkeit wird durch die Schaufeln des
Laufrads ausgeschleudert und läuft durch den Durchbruch 29
sowie den Durchlaß
33 zu der Flüssigkeitskammer 14, wo sie durch den Anschlußstutzen
9 austritt und zu einem zweiten Anschluß des Farbkessels zurückläuft. Dieser
Strömungsweg durch die Pumpe ist durch die voll ausgezogenen Pfeile C in
den Zeichnungen dargestellt.
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Soll die Förderrichtung umgekehrt werden, so ist es lediglich notwendig,
den Einstellhebe125 so zu verschwenken, daß sich die in F i g. 5 gezeigte
Stellung ergibt; der Durchbruch30 stimmt hierbei mit dem Durchlaß31 und der Durchbruch29
mit dem Durchlaß 34 überein. Somit wird ohne Änderung der Drehrichtung des Flügelrads
der Flüssigkeitsstrom umgekehrt, wobei dieser gemäß den in den Zeichnungen gestrichelt
dargestellten PfeilenD verläuft; der Flüssigkeitsstrom läuft also durch den mit
dem Durchbruch 30 in Übereinstimmung befindlichen Durchlaß 31 in.
die KammerB, durch das Laufrad und tritt durch den mit dem Durchbruch29 in übereinstimmung
befindlichen Durchlaß 34 der Kammer A in die Flüssigkeitskammer
15 sowie den Stutzen 10 . aus.
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Die angegebene Wirkungsweise ermöglicht eine weitgehend direkte Umlenkung
des Flüssigkeitsstroms ohne Änderung der allgemeinen Strömungsrichtung der Flüssigkeit.
Weiterhin können der Wirkungsgrad und das Fördervolumen der Pumpe bei jeder Strömungsrichtung
der Flüssigkeit verändert werden, indem eine geeignete Winkelstellung des Ventildrehschiebers
gewählt wird, wobei sich eine geeignete Wahl der überlappungsstellung der Drehschieberdurchbrüche
und der Schiebergehäusedurchlässe ergibt. Der Bedienungshebel 25 kann mit
einem Zeiger versehen werden, welcher mit einer festen Skala auf dem Schild 24 zusammenwirkt,
um für die Bedienungsperson einen Anhaltspunkt zu bieten.
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Die Pumpe liefert ferner Flüssigkeit unter Druck unbeschadet der Stellung
des Drehschiebers; eine dauernde Saug- und Förderverbindung ist auf Wunsch zu jedem
Zeitpunkt erzielbar; der Drehschieber kann hierbei verwendet werden, um den Förderdruck
oder die Fördermenge zu begrenzen, wenn sich eine dieser Größen über dem augenblicklichen
Sollwert befindet.