DE1528862A1

DE1528862A1 - Abwasserpumpe od.dgl.

Info

Publication number: DE1528862A1
Application number: DE19661528862
Authority: DE
Inventors: Dahlgren Jens Karl Adolf; Sjoestrand Carl Evert
Original assignee: Stenberg Flygt AB
Current assignee: Xylem Water Solutions AB
Priority date: 1965-04-30
Filing date: 1966-04-16
Publication date: 1970-04-23
Also published as: NL6605458A; SE367465B; US3371613A; NL148983B

Description

Dr. K. R. EIKENBERG

Dipl.-lng. S. LEINE

PATENTANWÄLTE

3 HANNOV ER * c

Am KlageimarktlO/n 15.

STENBERG-PLYGT AB
SOLNA /Schweden

Abwas serpumpe ο.dgl.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpe für Abwasser, Stoffsuspensionen o_edgl.. Insbesondere in Abwasserstationen und Gruben werden die Abwasser einer grossen Anzahl von Wohnhäusern angesammalt. Aufgrund der Lage derselben kann eventuell ein Selbstabfluss des Abwassers in das allgemeine Kanalisationsnetz nicht möglich sein, z.B. wenn die Anschlussleitung eines Wohnhauses unter dem Niveau des Kanalisationsnetzes liegt oder wenn Abwasser einen erhöhten Geländeabschnitt passieren sollen. In derartigen Fällen werden dann gewöhnlich Pumpen eingesetzt, die speziell für Abwässer konstruiert sind. Dieselben weisen u«a» einen grossen Kanalquerschnitt im Pumpenrad auf, damit Verunreinigungen frei durchlaufen können.■

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Die Zusammensetzung der Abwässer ist sehr unterschiedlich, und insbesondere ist dies der Fall, wenn eine Industrie an die Abwasserstation angeschlossen ist. Die gewöhnlichsten Verunreinigungen sind Putzwolle, Nylonstrümpfe, Lumpen und dergleichen. Dieselben können unter ungünstigen Verhältnissen Betriebsstörungen durch Verstopfung von eventuell vorhandenen engen Sektionen der Pumpen verursachen. . '

Um die Pumpen billig und leicht zu gestalten, ist es wichtig, die Grosse des Aggregates herabzusetzen. Da die Pumpeneinheit räumlich gross asugefuhrt werden muss, um Verstopfungsgefahr zu vermeiden, bleibt es nur übrig, den Motorteil zu verkleinern. Pur diese Art von Pumpen, die meistens in feuchten Räumen aufgestellt oder im Wasser versenkt sind, ist der Motor völlig gekapselt und hat keine Belüftung, weshalb die Verlustwärme durch die Wände des Motorgehäuses an die umgebende Luft oder das Wasser abgeführt werden muss·

Um die GrÖsse der Kühlflächen und damit des Motors herabzudrücken, kann das Motorgehäuse mit Wasser oder auf andere Art und Weise gekühlt werden. Dies kann dadurch geschehen, dass man Wasser am Motorgehäuse mittels eines Mantels entlangleitet, welcher dasselbe umschliesst, oder dadurch, dass man die Pumpe so im Wasser versenkt, dass letzteres bis zum Motorgehäuse reicht.

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Man kann auch Kühlwasser über das Motorgehäuse rieseln lassen.

Beim Pumpen von Abwässern mit darin versenkten Pumpen erhält man eine ausreichende Kühlung, wenn eine Regelung des Wasserstandes im Kanalschacht vorgesehen wird und der Abschaltpegel der Pumpe so hoch gelegt wird, dass ein Teil des Motorgehäuses sich i^iraer noch unter Wasser befindet. Es ist jedoch nicht immer möglich, einen so hohen Wasserstand zu halten, wie dies für eine effektive Kühlung solcher im Wasser verr senkten Pumpen erforderlich ist. Dies ist beispielsweise der Fall bei Bassins mit sehr grosser Oberfläche. Man erhält auch keine ausreichende Kühlung, wenn die Pumpe trocken in einem besonderen Raum abseits des Kanalschachtes aufgestellt ist.

Das Kühlen des LIo tor gehäuses kann auch durch Berieselung mit Wasser erfolgen, falls ein gesonderter Brunnen o.dgl. zur Verfugung steht. Ein Anschluss an das Wasserleitungsnetz ist im allgemeinen unzulässig, falls nicht besondere Sicherheitsmassnahmen ergriffen werden, die allerdings trotzdem keine zuverlässige Kühlung gewährleisten, nämlich wenn z.B. das Leitungswasser abgestellt wird oder eine separate Kühlwasserpumpe streikt.

J)Le vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die oben 00981 7/0571

genannten Nachteile dadurch zu beseitigen, dass das gepumpte Medium zur Kühlung des Motors· verwendet wird, welches in einen gesonderten Kühlraum geleitet wird. Die Erfindung besteht hauptsächlich darin, dass zwischen der oberen Peripheriekante des Pumpenrades und dem sich an diese anschliessenden Teil des Pumpengehäuses in Höhe der Pumpenradkante ein Dichtungsspalt zum Filtrieren des zur Kühlung zu-verwendenden Abwassers gebildet ist. Dem genannten Kühlwasserraum - im folgenden "Kühlwaseerstirnraum" genannt — wird somit von Verunreinigungen freies Kühlwasser zugeführt. Beim Pumpen von Abwässern besteht grosse Gefahr, dass enge Kanäle verschlammt oder durch feste Gegenstände blockiert werden. Durch die Erfindung wird jedoch das Wasser von grösseren Verunreinigungen befreit und kann anschliessend in der Kühlkammer zirkulieren, -wodurch es möglich wird, das Abwasser zur Kühlung auszunutzen.

Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Pumpenrad auf seiner Rückseite zwecks Erreichung eines gewissen kühlkammerseitigen Gegendruckes während des Anfahrens sowie zur Kühlwasserumwälzung mit Hilfeschaufeln versehen.

Eine andere Weiterentwicklung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse der Pumpe mit einem dasselbe umschliessenden Kühlmantel undder dabei gebildete Kühlwassermantelraum zwischen dem Motorgehäuse

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und Kühlmantel mit einem Kühlwassereinlauf versehen ist, .der an den zwischen dem -Pumpenrad und Pumpendeckel angeordneten Kühlwasserstirnraum in der Nähe des Pumpenradumfanges angeschlossen ist. Der Kühlwasserauslauf ist in der Nähe der Pumpenradnabe vorgesehen.

Die Erfindung sei nun im Anschluss an beiliegende Zeichnung näher "beschrieben, welche eine Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Motorgehäuse 1 auf einem Pumpengehäuse angebracht. Das Motor-. gehäuse 1 ist von einem Kühlmantelumschlossen, welcher beispielsweise aus einem separaten Teil mit z.B. schwach konischer Form bestehen kann und aussen auf dem Motorgehäuse 1 angebracht ist. Eventuell kann der Kühlmantel 2 stattdessen einstückig mit dem Motorgehäuse gegossen sein.

Das Pumpengehäu^gje 5 ist mit grossem Durchströmungsquerschnitt ausgeführte Dies gilt auch für das Pumpenrad 6, das über die Motorwelle 19 angetrieben wird. Oberhalb des Pumpenrades 6 und zwischen demselben und dem Motorschild oder Pumpengehäusedeckel 18 ist ein Kühlwasserstirnraum zur Kühlung des Deckels oder Motorschildes 18 sowie-des dem Pumpenrad zugewandten Lagers des Motors angeordnete

Zur Erzielung eines gewissen Gegendruckes im Kühlwasserstirnraum 17 ist das Pumpenrad 6 auf seiner Rückseite mit Schaufeln 8 versehen, Dadurch' ist verhindert, dass

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Verunreinigungen und feste Gegenstände oder Textilien durch den zwischen der Oberkante des Pumpenrades 6 und dem sich daran anschliessenden, nach oben stehenden Kantenflansch des Pumpengehäuses 5 gebildeten Dichtungsspalt eindringen und denselben verstopfen oder sich um das Pumpenrad wickeln können„

Im unteren Teil des Motorgehäuses 1 sind Kanäle 3 angeordnet, die an Kanäle 4 im Pumpengehäuse 5 so angeschlossen sind, dass das Kühlwasser von der Oberseite des Pumpenrades 5 durch die Kühlkanal© 3 sowie zu den Kühlkanälen 7 zirkuliert. Diese Umwälzung erfolgt dadurch, dass das Pumpenrad 6, wie bereits erwähnt, auf seiner Rückseite mit Schaufeln 8 versehen ist» Die Kühlkanäle 7 sind hintereinander geschaltet und verlaufen so, dass der Einlauf derselben am Umfang des Pumpenrades liegt, wo höherer Druck herrscht, und der Auslauf aus denselben im Zentrumbereich 9 des Pumpenrades liegt, wo niedrigerer Druck herrscht. Im Mantelraum befinden sich mehrere Zwischenwände 10, die wie bereits genannt, Kanäle 7 bilden, die im gezeigten Ausführungsbeiapiel senkrecht verlaufen und die durch Öffnungen 11 in Verbindung mit dem angrenzenden Kanal stehen.

Um zu verhindern, dass Verunreinigungen in die Kühlräume gelangen, ist zwischen dem Pumpenrad 6 und dem

^: ■■"■■■ "■ " ■ ■■"/■"' ■" "■ " 1& ■."■■ Pumpengehäuse 5 eine Spaltdichtung'angeordnet. Dieselbe ist so ausgeformt, dass die Seiten 13 der Kanalöffnungen

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am Pumpenrad 6 über die Innenwand 14 des Pumpengehäuses herausragen, indem man zweckmässigerweise einen ringförmig von der genannten Wand 14 abstehenden Ringflansch anbringt, wobei die festen Partikel an der Spaltöffnung vorbeigeschleudert werden und mit dem Wasser aus dem Pumpengehäuse 5-herausgeschwemmt werden. Der Kühlmantel 2 ist oben und unten mit Warzen 15 bezw. 16 mit Gewinden und eingeschraubten Pfropfen versehen· Letztere können beispielsweise zürn Ausspülen des Kühlsystemes herausgeschraubt werden, wenn beispielsweise eine Ueberholung der Pumpe oder eine Reparatur notwendig ist·

Durch die Aufteilung des luantelkühlraumes in eine Anzahl Mäanderförmig verlaufende Kühlkanäle erhält man eine relativ hohe Wasserdurchlaufgeschwindigkeit und ein Zusetzen der Kühlkanale durch Schlammablagerungen ist verhindert, .

Die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlwassers kann durch Richten des Kühlwasserzuflusses im Sinne einer Spirallinie um den Kühlmantel herum weiter erhöht werden·

Eventuell können zwischen der Unterseite des Pumpenrades und dem Boden des Pumpengehäuses ebenfalls Schaufeln am Pumpenrad angebracht sein und Verbindungsleitungen zwischen dem dadurch gebildeten Kühlwasserraum und den Zu- und Abflusskanälen des Kantelkühlraumes angeordnet sein, wie dies mit gestrichelten Linien angedeutet ist,·

Die Anordnung arbeitet auf folgende Art und Weise: 009817/0571

Wenn die Pumpe gestartet wird, kommt das Wasser oberhalb des Pumpenrades 6 durch die Schaufeinlauf der Rückseite des Pumpenrades in Rotation und wird in die Kühlkanäle 4, 3 und 7, weiterhin durch öffnungen 11 zum nächsten Kühlkanal usw gepumpt, um dann durch den Auslauf 17 wieder zum Zentrum 9 des Pumpenrades zu gelangen. Das Kühlwasser streicht an der Rückseite des gekühlten Pumpenrades 6 entlang und strömt wieder zurück in die Kühlkanäle 4, 3 und 7 β Ausserdem erfolgt ein Austausch von Kühlwasser an dem als Filter wirkenden Spalt 12, Durch Bildung mehrerer Kanäle mit relativ geringem Querschnitt erhält man eine hohe Kühlwasserströmungsgeschwindigkeit und verhindert ein Sedimentieren von Partikelchen in den Kanälen und reisst die Luft mit, die zunächst im oberen Teil der Kühlkanäle eingeschlossen ist* Praktische Untersuchungen haben erwiesen, dass eventuelle Luft durch den Spalt 12 in das Pumpengehäuse hinausgepumpt wird und dass sich der gesamte Kühlraum rasch mit Wasser füllt.

Wenn beim Pumpen von beispielsweise Stoffbrei o.dgl. keine ausreichende Separierung der Partikel erreicht wird, kann der Kühlwassermantelraum stattdessen für eine zusätzliche Fremdkühlung verwendet werden, indem der Deckel 18 durch einen Deckel ohne Kanalöffnungen ersetzt wird· Man kann den Deckel auch so versetzen, dass die Kanalöffnungen durch das darüber oder darunter liegende Detail verdeckt werden. Man kann die Kanalöffnungen auch mit Stopfen aus

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jeinem elastischen Material verschliessen, sodass eine zusätzliche Kühlung dadurch erreicht werden kann, dass Leitungen für Kühlmittel an den Warzen 15 und 16 angeschloesen werden« Diese Ausführung kann auch beim Pumpen von warmen Flüssigkeiten verwendet werden.

Falls ein Verdünnen des gepumpten Mediums statthaft ist, kann auch eine Zusatzkühlung angewandt werden, wobei Kühlflüssigkeit an den Warzen 15 oder 16 angeschlossen wirde Dieselbe strömt dann durch die Spaltdichtung zum gepumpten Medium. Diese Ausführung ist auch zweckmässig,· wenn die Verdünnung gut in das zu pumpende Medium eingemischt werden soll.

Bei der beschriebenen Ausführung kann das Pumpen kontinuierlich erfolgen, ohne dass der Motor zu warm wird, unabhängig davon, ob die Pumpe im Wasser versenkt ist oder nicht«,

Obgleich die Erfindung im Anschluss an eine Ausführungsform derselben beschrieben wurde, kann dieselbe noch auf beliebige Weise im Rahmen der nachstehenden Patentansprüche abgewandelt werden. ...........

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Claims

Patentansprüche

Abwasserpumpe ο,dgl· mit einem im Anschluss an den Pumpendeckel oder die Wand zwischen der Pumpe und dem Antriebsmotor angeordneten Kühlwasserstirnraum, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der oberen Peripheriekante des Pumpenrades und dem sich an dieselbe anschliessenden Teil des Pumpengehäuses in Höhe der Pumpenradkante ein Dichtungsspalt zur Zuführung von votf Verunreinigungen hauptsächlich freiem Kühlwasser zum genannten Kühlwasserstirnraum gebildet ist.

2,) Abwasserpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenrad zur Erreichung eines gewissen Gegendruckes im Dichtungespalt an seiner Oberseite mit Hilfsschaufeln versehen ist·

3·) Abwasserpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse mit einem dasselbe umschliessenden Kühlmantel versehen ist und dass der dabei gebildete Kühlwassermantelraum zwischen dem Motorgehäuse und dem Kühlmantel mit einem Kühlwassereinlauf versehen ist, der in Nähe des Pumpenradumfanges an den zwischen Pumpenrad und Pumpendeckel angeordneten Kühlwasserstirnraum angeschlossen ist, sowie mit einem Kühlwasserauslauf in der Nähe der Pumpenradiiabe ·

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4·) Abwasserpumpe nach einem oder, mehreren der vorhergehenden Ansprüche/dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlwasserstirnraum durch eine mit dem Pumpendeckel hauptsächlich parallele Wand mit einer ringförmigen Öffnung um die Antriebswelle der Pumpe in einen, nahe des Pumpenrades liegenden oberen Kühlwasserstirnraumteil mit höherem Druck und einen nahe des Deckels liegenden unteren Kühlwasserstirnraumteil mit geringerem Druck aufgeteilt ist,

5.) Abwasserpumpe nach Anspruch .4-, dadurch gekennzeichnet, dass der Wassereinlauf zum Kühlwassermantelraum an den unteren Kühlwasserstirnraumteil und der Wasserauslauf an den oberen Kühlwasserstirnraumteil angeschlossen ist,

6.) Abwasserpumpe nach Anspruch 3, 4 oder 5_t dadurch gekennzeichnet, dass der Auslauf des Kühlwassermantelraumes in dessen Oberteil angeordnet ist.

7·) Abwasserpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlwassermantelraum zwecks Erzielung einer hohen Kühlwasserströmungsgeschwindigkeit durch senkrechte Leisten in hintereinander geschaltete, mäanderförmig verlaufende Kühlkanäle aufgeteilt ist«

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8·) Abwasserpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 -7, dadurch gekennzeichnet, #ass der Kühlwassereinlauf im Sinne einer um den Kühlmantel herumlaufenden Spirallinie gerichtet ist·

9») Abwasserpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet) dass auch die Unterkante des Pumpenrade β mit einer Spalt-

dichtung versehen ist·

10·) Abwasserpumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Unterseite des Pumpenradeβ mit Hilfsschaufein versehen ist·

11.) Abwasserpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen der Unterseite des Pumpenrades und dem Pumpengehäuseboden gebildeter Kühlwasserraum mit dem Kühlwassereinlauf des KühlwassermanteIraumes und dessen Kühlwasserauelauf mit Leitungen verbunden ist, von welchen die an den genannten Einlauf angeschlossene Leitung von einer Stelle in der Näht der Peripherie des Pumpenrade8 ausgeht, während die an den Auslauf angeschlossene Leitung im Bereich der Pump enr admit te ausmündet· ·

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