DE19701411C1 - Pumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem Motor, einem sich an ein Mo­ torgehäuse anschließenden, an oder in einem Sammelbecken für eine zu pumpende Flüssigkeit angeordneten Pumpenteil mit einer Pumpenkammer die eine Ansaugöffnung aufweist und ein durch den Motor angetriebenes Pumpenrad aufnimmt, mit einem Förderkanal, der in dem Pumpenteil von der Pumpenkammer zu einem in der Nähe des Motorgehäuses angeordneten Pumpenauslaß führt, und mit einem förderseitig angeordneten und mecha­ nisch in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsspiegel durch einen Schwimmer betä­ tigten Drosselventil.

Bei einer solche Pumpe kann es sich beispielsweise um eine Tauchpumpe handeln, die zum Zurückfördern von Prozeß- oder Kühlflüssigkeit aus einem Sammelbecken einer Maschine eingesetzt wird. Das Motorgehäuse ist dann oberhalb des Flüssigkeitsspiegels montiert, während der Pumpenteil in die Flüssigkeit eintaucht. Je nach Anwendungsfall kann eines solche Pumpe je­ doch auch senkrecht oder waagerecht neben dem Sammelbecken oder an oder in der Wand desselben installiert sein.

Da die Förderleistung der Pumpe in der Regel größer ist als der Zulauf in das Sammelbecken, sinkt der Flüssigkeitsspiegel während des Betriebs der Pum­ pe so weit ab, bis er das Niveau der Ansaugöffnung erreicht. Die Pumpe geht dann in den sogenannten Schlürfbetrieb über, das heißt, daß zusammen mit der Flüssigkeit auch ein gewisser Anteil Luft angesaugt wird. Dies hat zur Fol­ ge, daß in der mit der Pumpe zurückgeförderten Flüssigkeit ein größerer An­ teil an Luft gelöst oder suspendiert ist, was zu einer unerwünschten Schaum­ bildung führen kann.

Dieses Problem läßt sich im Prinzip dadurch lösen, daß im Sammelbecken ein Füllstandswächter installiert wird, der den Pumpenbetrieb steuert und so verhindert, daß der Flüssigkeitsspiegel unter ein bestimmtes Niveau absinkt.

Aus DD 1 31 767 ist eine Pumpe der eingangs genannten Art bekannt, bei der in der vom Pumpenauslaß ausgehenden Förderleitung ein Drosselventil einge­ baut ist, das mechanisch durch einen im Flüssigkeitsbecken angeordneten Schwimmer betätigt wird, so daß bei Absinken des Flüssigkeltsspiegels das Drosselventil weiter geschlossen wird und damit die Förderleistung der Pum­ pe gedrosselt wird. Diese mechanische Lösung hat den Vorteil, daß der Mo­ tor der Pumpe ständig in Betrieb bleiben kann, so daß Schwierigkeiten beim Wiederanlaufen des Motors vermieden werden.

Diese bekannte Lösung erfordert jedoch einen relativ hohen Installationsauf­ wand und setzt außerdem voraus, daß im Flüssigkeits-Sammelbecken genü­ gend Platz für den Schwimmer vorhanden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Installationsaufwand und den Platzbedarf für die Drosselklappe und den Schwimmer zu verringern.

Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß ist das Drosselventil direkt im Förderkanal der Pumpe an­ geordnet. Das Drosselventil ist somit beim Anschluß der Pumpe bereits fertig installiert, so daß keine zusätzlichen Vorkehrungen in der an die Pumpe an­ geschlossenen Förderleitung mehr getroffen zu werden brauchen. Der me­ chanisch mit dem Drosselventil verbundene Schwimmer sitzt unmittelbar am Pumpenteil der Pumpe und wird folglich zusammen mit diesem Pumpenteil in das Flüssigkeitsbecken eingesetzt. Es ist deshalb nicht notwendig, beson­ dere Halterungen für den Schwimmer im Flüssigkeitsbecken vorzusehen. Au­ ßerdem ist stets gewährleistet, daß der Schließpunkt des Drosselventils in der richtigen Höhe liegt. Diese Lösung erweist sich außerdem als platzspa­ rend, weil sich der Schwimmer unmittelbar in dem Bereich des Flüssigkeits­ beckens befindet, der ohnehin für das Einsetzen der Pumpe freigehalten werden muß.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Bevorzugt wird die mechanische Verbindung zwischen dem Drosselventil und dem Schwimmer einfach durch einen Hebel gebildet, so daß der konstrukti­ ve Aufwand minimiert wird und eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet wird.

Das Drosselventil ist bevorzugt als Drosselklappe ausgebildet, die um eine rechtwinklig zum Förderkanal durch dessen Mittelachse gehende Achse drehbar ist. Durch die Flüssigkeitsströmung in dem Förderkanal wird in die­ sem Fall praktisch kein Drehmoment auf die ganz oder teilweise geschlosse­ ne Drosselklappe ausgeübt, so daß ein verhältnismäßig kurzer Hebelarm und ein relativ geringes Gewicht des Schwimmers ausreicht, die Drosselklappe in der geschlossenen Stellung zu halten. Dies trägt zu einer kompakten Kon­ struktion bei.

Eine weitere Platzersparnis läßt sich dadurch erreichen, daß die Drossel­ klappe und der Schwimmer auf entgegengesetzten Seiten einer durch die Drehachse des Pumpenrades gehenden Ebene liegen. Der Schwimmer kann sich dann in unmittelbarer Nähe der Pumpe befinden und dennoch über ei­ nen ausreichend langen Hebelarm auf die Drosselklappe wirken.

Bevorzugt ist der Stellbereich der Drosselklappe zwischen der vollständig ge­ öffneten und der vollständig geschlossenen Stellung durch Anschläge be­ grenzt, so daß die Drosselklappe auch bei relativ langem Förderkanal nicht wieder in eine halb geschlossene Stellung übergeht, wenn der Flüssigkeits­ spiegel über die dieser geöffneten Stellung der Drosselklappe entsprechende Position des Schwimmers hinaus ansteigt.

In der Schließstellung steht die Drosselklappe vorzugsweise schräg zur Achse des Förderkanals, so die Drosselklappe und der mit dem Schwimmer verbun­ dene Hebel die Öffnungsstellung schon nach einem relativ kleinen Schwenk­ winkel von z. B. 45° erreichen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer Pumpe;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Pumpenteils einer Pumpe gemäß einer anderen Ausführungsform; und

Fig. 3 ist ein horizontaler Schnitt durch den Pumpenteil nach Fig. 2.

Die in Fig. 1 gezeigte Pumpe 10 weist einen Motor 12 auf, von dem in der Zeichnung nur das Motorgehäuse 14 zu erkennen ist. Ein Anschlußkasten 16 ist seitlich an das Motorgehäuse angesetzt.

An das Motorgehäuse 14 schließt sich nach unten ein Pumpenteil 18 an, der mit Hilfe eines Flansches 20 in die Decke, eines nicht gezeigten Flüssigkeits­ behälters eingeflanscht werden kann, so daß der Pumpenteil in die Flüssig­ keit eintaucht.

Am unteren Ende des Pumpenteils 18 ist eine Pumpenkammer 22 mit einer nach unten weisenden Ansaugöffnung 24 angeordnet. Die Pumpenkammer 22 nimmt ein Pumpenrad 26, im gezeigten Beispiel ein Radial-Pumpenrad auf, das drehfest auf dem unteren Ende einer Motorwelle 28 sitzt. Die mit Spritz­ ringen 30 versehene Motorwelle erstreckt sich vertikal durch den Pumpen­ teil 18 und ist mit Hilfe eines Kugellagers 32 in der oberen Stirnwand des Pumpenteils 18 gelagert. Der vertikal nach unten aus dem Motorgehäuse her­ ausragende Teil der Motorwelle 18 ist von einem offenen Käfig 34 und/oder einem geschlossenen Rohr umgeben, der bzw. das den Flansch 20 mit dem Pumpengehäuse 22 verbindet. Eine der vertikalen Streben des Käfigs 34 bil­ det einen Förderkanal 36, der den radial äußeren Bereich der Pumpenkam­ mer 22 mit einem oberhalb des Flansches 20 angeordneten Pumpenauslaß 38 verbindet.

Das untere Ende der Pumpenkammer 22 bildet drei nach unten vorspringen­ de Füße 40, mit denen die Pumpe wahlweise auch auf dem Boden des Flüssig­ keitsbehälters abgestellt werden kann, ohne daß die Ansaugöffnung 24 ver­ schlossen wird.

Wenn das Pumpenrad 26 durch den Motor 12 über die Motorwelle 28 ange­ trieben wird, so wird die Flüssigkeit über die Ansaugöffnung 24 angesaugt und über den Förderkanal 36 zum Pumpenauslaß 38 gefördert.

In dem Förderkanal 36 ist eine Drosselklappe 42 angeordnet, die um eine durch die Mittelachse des Förderkanals und rechtwinklig zu dieser, senk­ recht zur Zeichenebene, verlaufende Achse drehbar ist. Der Förderkanal 36 hat vorzugsweise einen ovalen oder annähernd rechteckigen Querschnitt, dessen längere Seite parallel zur Drehachse der Drosselklappe 42 verläuft. Die Drosselklappe ist an den Querschnitt des Förderkanals angepaßt, so daß sie diese in der in der Zeichnung in durchgezogenen Linien gezeigten Stel­ lung vollständig verschließt. Die Achse der Drosselklappe 42 ist über einen Hebel 44, der in der Zeichnung hinter dem Pumpenteil 18 liegt, mit einem Schwimmer 46 verbunden. Die Höhe der Drosselklappe 42 in dem Förderka­ nal und die Länge des Hebels 44 sind so gewählt, daß die Drosselklappe durch den Schwimmer 46 in der geschlossenen Position gehalten wird, wenn der Flüssigkeitsspiegel in dem Flüssigkeitsbehälter einen bestimmten Minimalpegel erreicht hat, der noch oberhalb der Ansaugöffnung 24 liegt. Auf diese Weise wird die Förderleistung der Pumpe so gedrosselt, daß ein Schlürfbetrieb der Pumpe vermieden wird.

Wenn der Flüssigkeitsspiegel bei stärkerem Flüssigkeitszulauf ansteigt, so wird der Schwimmer beispielsweise in die gestrichelt eingezeichnete Posi­ tion 46′ angehoben, und die Drosselklappe 42 wird durch den Hebel 44 in Öffnungsrichtung verschwenkt, so daß die Förderleistung der Pumpe wieder zunimmt. Auf diese Weise wird eine Niveauregelung des Flüssigkeitsspiegels erreicht, ohne daß die Pumpe an- und abgeschaltet werden muß.

An dem Hebel 44 ist ein Anschlag 48 in der Form eines vorspringenden Stif­ tes vorgesehen, der an der Wand des Förderkanals 36 anschlägt, wenn der Flüssigkeitsspiegel so weit angestiegen ist, daß die Drosselklappe 42 ihre ma­ ximal geöffnete Position erreicht hat. Auf diese Weise wird verhindert, daß die Drosselklappe in Schließrichtung über die Öffnungsstellung hinaus ge­ schwenkt wird.

Der Pumpenteil 18 kann eine wesentlich größere Länge aufweisen als im ge­ zeigten Beispiel. Bei sehr hohem Flüssigkeitsstand wird dann die Position des Schwimmers durch den Anschlag 48 begrenzt, so daß der Schwimmer voll­ ständig in die Flüssigkeit eintaucht und die Drosselklappe in der ganz geöff­ neten Stellung bleibt.

Bevorzugt ist an der Drosselklappe 42 oder an dem Hebel 44 ein nicht ge­ zeigter weiterer Anschlag vorgesehen, der den Stellbereich der Drosselklap­ pe in der vollständig geschlossenen Stellung begrenzt.

In Fig. 1 sind der Hebel 44 und der Schwimmer 46 in einer Position ge­ zeigt, in der sie radial nach außen von der Pumpe vorspringen. Aus Platzgrün­ den ist jedoch eine Anordnung zweckmäßig, bei der die Drosselklappe 42 und der Schwimmer 46 auf entgegengesetzten Seiten einer zur Drehachse der Drosselklappe parallelen, durch die Mittelachse der Motorwelle 28 ver­ laufenden Ebene liegen, wie in Fig. 1 gestrichelt mit dem Bezugszeichen 46′′ angedeutet wird.

Fig. 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem diese Möglichkeit realisiert ist. Die Drosselklappe ist in einem quer verlaufend in dem Förder­ kanal 36 angeordneten Ventilgehäuse 50 gelagert. Die Schließstellung der Drosselklappe 42 und des Schwimmers 46 ist in Fig. 2 in durchgezogenen Linien dargestellt, während die Öffnungsstellung in gestrichelten Linien wie­ dergegeben ist. Man erkennt, daß die Drosselklappe 42 in der Schließstel­ lung nur einen Winkel von etwa 45° mit der Mittelachse des Förderkanals 36 bildet. Folglich braucht der Hebel 44 zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung nur um einen Winkel von etwa 45° verschwenkt zu werden. Dies gestattet es, den Schwimmer 46 dicht neben dem Pumpenteil 18 anzu­ ordnen.

Der Förderkanal 36 hat gemäß Fig. 3 einen ovalen Innenquerschnitt. Die Drosselklappe 42 hat eine kreisförmige oder ovale Grundfläche, die so an den Innenquerschnitt des Förderkanals 36 angepaßt ist, daß sie diesen in der 45°-Stellung nach Fig. 2 vollständig verschließt.

Weiterhin ist in Fig. 3 zu erkennen, daß der Hebel 44 von einer Stirnseite des Ventilgehäuses 50 ausgeht und schräg zur gemeinsamen Schwenkachse A der Drosselklappe und des Hebels verläuft. Auf diese Weise wird insgesamt eine sehr raumsparende Konstruktion erreicht.

Claims (6)

1. Pumpe mit einem Motor (12), einem sich an ein Motorgehäuse (14) an­ schließenden, an oder in einem Sammelbecken für eine zu pumpende Flüs­ sigkeit angeordneten Pumpenteil (18) mit einer Pumpenkammer (22), die eine Ansaugöffnung (24) aufweist und ein durch den Motor (12) angetriebe­ nes Pumpenrad (26) aufnimmt, mit einem Förderkanal (36), der in dem Pumpenteil (18) von der Pumpenkammer (22) zu einem in der Nähe des Mo­ torgehäuses (14) angeordneten Pumpenauslaß (38) führt, und mit einem för­ derseitig angeordneten und mechanisch in Abhängigkeit vom Flüssigkeits­ spiegel durch einen Schwimmer (46) betätigten Drosselventil (42), dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (42) in dem Förderkanal (36) ange­ ordnet ist.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil eine Drosselklappe (42) ist, die um eine senkrecht zur Mittelachse des För­ derkanals durch die Mitte des Förderkanals verlaufende Achse (A) schwenk­ bar ist.

3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklap­ pe (42) in der Schließstellung schräg zur Achse des Förderkanals (36) steht.

4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (46) mit dem Drosselventil (42) über einen Hebel (44) ver­ bunden ist, der um eine zur Achse des Förderkanals (36) senkrechte Achse (A), vorzugsweise die Achse der Drosselklappe, schwenkbar ist.

5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (42) und der Schwimmer (46, 46′′) auf entgegengesetzten Seiten einer durch die Drehachse des Pumpenrades (26) verlaufenden, zur Schwenkachse (A) des Hebels (44) parallelen Ebene liegen.

6. Pumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (44) schräg zu seiner Schwenkachse (A) steht.