DE1653762C3 - Vorrichtung zum Auspumpen von Gruben - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auspumpen von Gruben, insbesondere Jauchegruben, mit einer am unteren Ende einer Hängesäule angeordneten und an einen Antrieb ankuppelbaren Kreiselpumpe und einem an den Auslaß der Kreiselpumpe angeschlossenen lotrechten Druckrohr, an welches wahlweise absperrbare öffnungen in einer um eine lotrechte Achse schwenkbaren Anordnung angeschlossen sind zur Erzeugung von wahlweise in Betrieb setzbaren, auf bestimmte Stellen der Grube richtbaren Rührstrahlen.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (deutsche Patentschrift 445 291) trägt ein um seine Achse drehbarer Zwischenabschnitt des Druckrohres ein horizontales Abzweigrohr, welches mit den wahlweise absperrbaren Öffnungen versehen ist. Auf diese Weise kann zwar eine Rührwirkung auf den Grubeninhalt ausgeübt werden, jedoch beschränkt sich diese Rührwirkung immer nur auf eine vorgegebene Höhe innerhalb der Grube. Dies trägt den tatsächlichen Verhältnissen nur ungenügend Rechnung, da der Grubeninhalt hinsichtlich seiner Feststoffkonzentration verschiedene Schichten bildet. So befindet sich am Boden der Grube eine Feststoffablagerung, die von einer Flüssigkeitsschicht überdeckt ist Auf der Flüssigkeitsschicht schwimmt eine Schicht oder Kruste aus Schwimmstoffen. Mit der bekannten Vorrichtung ist es bestenfalls möglich, immer nur eine der Schichten aufzuwirbeln. Die andere Schicht hingegen bleibt unangetastet

Aber auch beim Aufwirbeln'einer einzigen Schicht ergeben sich Schwierigkeiten. Um nämlich einen größeren Bereich der Grube bestreichen zu können, muß das horizontal abstehende Abzweigrohr verschwenkt werden. Taucht nun das Abzweigrohr in eine schlammige, halbfeste Sedimentationsschicht ein, so ist zum Verschwenken ein übermäßiger Kraftaufwand erforderlich. Korrekt betätigen läßt sich das Abzweigrohr eigentlich nur dann, wenn es sich in reiner Flüssigkeit oder in Luft befindet Dies führt jedoch zu keiner direkten, sondern vielmehr zu einer indirekten und damit weniger wirkungsvollen Aufwirbelung einer Schicht.

Weiterhin ist der Einwirkungsbereich des horizontalen Abzweigrohres begrenzt. Es kann sich nämlich lediglich um die Achse des Staurohres drehen und damit nur etwas mehr als die Hälfte des Ansaugbereiches der Kreiselpumpe überstreichen.

Schließlich trägt die bekannte Verrichtung der Verstopfungsgefahr keinerlei Rechnung. So können größere Feststoffklumpen, wie etwa zusammengeballte Strohhalme, in die Kreiselpumpe hineingezogen werden und sodann die absperrbaren öffnungen oder sogar das Staurohr verstopfen, wodurch im erstgenannten Fall der Verwirbelungseffekt unmöglich und im zweitgenannten Fall die gesamte Vorrichtung funktionsunfähig wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in funktionssicherer Weise den gesamten Grubeninhalt aufzuwirbeln, zu homogenisieren und abzupumpen vermag.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise absperrbaren öffnungen in verschiedenen, der Bodenschicht und der Schwimmstoffschicht der Grube entsprechenden Höhen an dem Staurohr vorgesehen sind, daß dem Laufrad der PumDe feststehende Gegenschaufeln zugeordnet sind, die zusammen mit dem Laufrad als Zerkleinerungsvorrichtung wirken, und daß die gesamte, aus Hängesäule und dem starr damit verbundenen Druckrohr sowie der Pumpe mit Gegenschaufeln bestehende Vorrichtung als Ganzes um die lotrechte Achse der Hängesäule schwenkbar ist.

Zwar ist es bekannt (belgische Patentschrift 641 835) dem Laufrad einer Kreiselpumpe feststehende Gegenschaufeln zuzuordnen, so daß eine Zerkleinerungswirkung erzielt wird, jedoch sind bei der bekannten Vorrichtung keine Mittel vorgesehen, um innerhalb einer Grube eine Rührwirkung zum Verwirbeln einer oder mehrerer Schichten zu erzielen.

Auch ist es bekannt (deutsche Patentschrift 450489) eine Kreiselpumpe samt Druckrohr und daran befestigtem Abzweigrohr derart in einer Grube anzuordnen, daß die gesamte Vorrichtung um die vertikale Achse der Kreiselpumpe gedreht werden kann. Mit dieser bekannten Anordnung läßt sich jedoch einzig und allein die Bodenschicht der Grube beeinflussen. Auch ist keine Gewähr für einen funktionssicheren Betrieb gegeben. Die Kreiselpumpe stützt sich nämlich auf einem Lager der Grubensohle ab, so daß sich an den Abstützstäben Feststoffansammlungen bilden können, die nach ihrer Ablösung ungehindert in die Kreiselpumpe hin-

eingelangcn.

Nach der Erfindung hingegen wird eine Vorrichtung geschaffen, die tatsächlich in der L^ge ist, den gesamten Grubeninhalt störungsfrei zu homogenisieren und abzupumpen. Die wahlweise verschließbaren öffnungen sind ihrer Höhe nach derart angeordnet, ijaß sie gleichzeitig die Bodenschicht und die Schwimrnstoffschicht do Grube verwirbeln. Auch besteht keine Gefahr, daß es zu einer Verstopfung der gesamten Vorrichtung oder auch nur der wahlweise verschließbaren öffnungen kommt. Zum einen sind nämlich keine Bodenabsiützungen unterhalb der Kreiselpumpe vorgesehen, und zum anderen sorgt die Zerkleinerungsvorrichtung dafür, dab keine Feststoffzusammenballungen eingesaugt werden können. Schließlich kann zumindest ein ganz beträchtlicher Teil der Grube mi» den Verwirbelungsstrahlen überstrichen werden, da die gesamte Vorrichtung um die vertikale Achse der Kreiselpumpe schwenkbar ist. Diese Schwenkung bereitet keinerlei technische Schwierigkeiten, da die wahlweise verschließbaren öffnungen direkt an dem benachbart der Schwenkachse liegenden Staurohr angeordnet sind.

Ein weiteres, besonders vorteilhaftes Merkmal nach der Erfindung besteht darin, daß die Flügel des Laufrades auf einer kegelförmigen Mantelfläche des Laufra- as des angeordnet sind und daß die die Gegenschaufeln tragende Scheibe ebenfalls kegelförmig mit ein^m Böschungswinkel von etwa 20° ausgebildet ist. Es ergibt sich auf diese Weise eine sehr wirkungsvolle Zerkleinerung der angesaugten Feststoffe, und es wird außerdem verhindert, daß eine der Zentrifugalwirkung entgegengerichtete Gegenströmung auftritt.

Vorzugsweise gehen die wahlweise absperrbaren Öffnungen jeweils von einem in das Druckrohr eingesetzten Gehäuse aus, in welchem ein drehbares Seg ment angeordnet ist, das über Zwischenstellungen aus einer ersten, die öffnung verschließenden Stellung in eine zweite, das Staurohr abschließende Stellung verbringbar ist. Mit diesem Merkmal besteht die Möglichkeit, die Verwirbelungswirkung über der Höhe des Grubeninhaltes zu regeln und zu dosieren. Damit kann unterschiedlichen Betriebsbedingungen hinsichtlich der jeweiligen Stärke und Festigkeit von Bodenschicht und Schwimmstofischicht Rechnung getragen werden. Ein darüber hinaus gehender Vorteil besteht darin, daß die nach oben vom Staurohr abgegebene Fördermenge regelbar ist, ohne daß die Kreiselpumpe gedrosselt werden müßte.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 einen Schnitt durch eine unverwirbelte Jauchegrube.

F i g. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 3 bis 5 ein am Druckrohr vorgesehenes Absperrorgan in verschiedenen Stellungen,

I ig.6 einen Querschnitt durch die Kreiselpumpe mit den Gcgenschaufeln,

F i g. 7 das Laufrad der Kreiselpumpe im Griindnli.

F i g. I zeigt den Aufbau der Schichtbildung in einer Jiuichcgrubc. Am Boden befindet sich eine Sedimentationsschicht -4, die von einer Flüssigkcitsschichl B überdeckt ist. Auf der Flüssigkeitsschicht schwimmt eine Kruste Caus Schwimmstoffen.

In F i g. 2 ist mit 1 die obere Abdeckung und mit 2 der Boden einer Jauchegrube oder Zisterne bezeichnet. Eine Kreiselpumpe 3, die im folgenden noch näher erläutert wird, ist mittels einer Hängesäule 4 an einem Träger 5 aufgehängt, der mit der oberen Abdeckung 1 verbunden ist, wobei die Hängesäule gegenüber dem Träger drehbar ist. Die Hängesäule 4 enthält eine Welle 6 für die Kreiselpumpe, welche mittels eines Drehgelenkes 8 an ein Übersetzungsgetriebe 7 angeschlossen ist.

Die ganze Vorrichtung kann somit um einen Winkel von etwa 320° gedreht werden. An der Hängesäule 4 ist ein Druckrohr 9 befestigt, das zu diesem Zweck über der Bodenfläche eine Schelle 10 trägt, die mittels einer Platte 11 mit einer um die Hängesäule 4 gelegten Schelle 12 verbunden ist.

Die Hängesäule 4 nimmt somit bei ihrer Drehbewegung das Druckrohr 9 mit, so daß Strahlen, die aus den öffnungen von Absperrorganen 13 und 14, die an dem Druckrohr vorgesehen sind und im folgenden noch näher beschrieben werden, austreten, über die ganze Bekkenfläche gelenkt werden können.

Dieser Vorgang kann während des Arbeitens der Pumpe durchgeführt werden.

Bei 15 ist die Antriebswelle dargestellt, die beispielsweise ihre Antriebskraft von dem Motor eines Traktors bezieht. 16 ist eine Entkopplungsstange und 17 ein Hebel für die Drehung der Pumpe und des Druckrohres. 18 ist ein Schlauchanschlußstutzen mit sphärischer Anlagefläche.

Die Kreiselpumpe 3 besitzt ein leicht spiralförmiges Gehäuse 19, das mit einem Auslaßrohr 20 versehen ist, welches unmittelbar an das Absperrorgan 13 angeschlossen ist, welches einen Teil des Druckrohres 9 bildet.

In dem Gehäuse H dreht sich ein Laufrad 21, das an der Welle 6 befestigt ist. Seine Schaufeln 22 sind mit einer mittleren Nabe 23 und einer umgekehrt kegelförmigen Mantelfläche 24 verbunden. Die Schaufeln 22 verlaufen nicht radial, sondern sind in der in F i g. 7 gezeigten Weise gekrümmt.

Im unteren Teil weist das Gehäuse im Bereich einer Ansaugöffnung 25 eine Scheibe 25¹ mit einer Neigung von etwa 20° gegenüber der Horizontalen auf.

Dieser geneigte Teil trägt Gegenschaufeln 26, die radial verlaufen und an denen die Schaufeln 22 des Laufrades 21 vorbeistreichen, so daß sich eine Messerwirkung ergibt.

Durch diese Konstruktion wirkt die Pumpe darüber hinaus als Zerkleinerungsvorrichtung.

Wie bereits erwähnt, sind an dem Druckrohr 9 zwei Absperrorgane 13,14 vorgesehen, von denen jedes aus einem zylindrischen Gehäuse 27 besteht, in dem ein Segment 28 drehbar angeordnet ist. Dieses sitzt auf einer Welle 29 und kann entweder das Druckrohr selbst oder eine seitliche öffnung 30 verschließen.

Mit jeder Welle 29 ist cn Hebel 31 verbunden, die durch Handhebel 33 über je ein Gestänge 32 betätigbar sind.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist leicht ersichtlich. Das kegelförmige Laufrad 21 versetzt das Wasser, in rasche Drehung, so daß es durch die Zentrifugalkraft in das Druckrohr 9 getrieben wird. Diese Zentrifugalkraft wirkt senkrecht zur Rotationsachse (Pfeile F). Das Wasser wird somit gegen die geneigte Scheibe 25¹ geschleudert, welche die Gegenschaufeln 26 trägt. Diese Anordnung hat zwei Vorteile; die suspendierten Stoffe werden gezwungen, zwischen den Flügeln und den Gegcnschaufeln hindurchzutreten, und der Aufbau einer der Ansaugung entgegengerichteten Gegenströmung, die bei den bisher üblichen Pumpen vorhanden ist, wird

verhindert.

Bei einer derartigen Vorrichtung ist es auch wichtig, die Förderleistung der Pumpe steuern zu können, insbesondere beim Füllen von fahrbaren Behältern, um eine vollständige Füllung ohne Überlaufen zu erzielen.

Zu diesem Zweck kann man einen Teil des Pumpenausstoßes mittels eines der Absperrorgane 13,14 durch eine öffnung 30 ableiten, indem man die Segmente 28 mittels der Handhabe! 33 entsprechend einstellt.

Die Förderleistung ist somit ohne Drosselung der Pumpe steuerbar.

Bei der beschriebenen Pumpenkonstruktion sind außerdem unterhalb der Kreiselpumpe keinerlei Stützelemente vorhanden, so daß die Ansaugöffnung völlig frei zugänglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auspumpen von Gruben, insbesondere Jauchegruben, mit einer am unteren Ende einer Hängesäule angeordneten und an einen Antrieb ankuppelbaren Kreiselpumpe und einem an den Auslaß der Kreiselpumpe angeschlossenen lotrechten Druckrohr, an welches wahlweise absperrbare öffnungen in einer um eine lotrechte Achse schwenkbaren Anordnung angeschlossen sind zur Erzeugung von wahlweise in Betrieb selzbaren, auf bestimmte Stellen der Grube richtbaren Rührstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise absperrbaren öffnungen (30) in verschiedenen, der Bodenschicht und der Schwimmstoffschicht der Grube entsprechenden Höhen an dem Staurohr (9) vorgesehen sind, daß dem Laufrad (21) der Pumpe feststehende Gegenschaufeln (26) zugeordnet sind, die zusammen mit dem Laufrad als ao Zerkleinerungsvorrichtung wirken, und daß die gesamte, aus Hängesäule (4) und dem starr damit verbundenen Druckrohr (9) sowie der Pumpe (3) mit Gegenschaufeln (26) bestehende Vorrichtung als Ganzes um die lotrechte Achse der Hängesäule as schwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (22) des Laufrades (21) auf einer kegelförmigen Mantelfläche (24) des Laufrades angeordnet sind und daß die die Gegenschauieln (26) tragende Scheibe (25¹) ebenfalls kegelförmig mit einem Böschungswinkel von etwa 20° ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise absperrbaren öffnungen (30) jeweils von einem in das Staurohr (9) eingesetzten Gehäuse (27) ausgehen, in welchem ein drehbares Segment (28) angeordnet ist, das über Zwischenstellungen aus einer ersten, die öffnung (30) verschließenden Stellung in eine zweite, das Staurohr (9) abschließende Stellung verbringbar sind.