DE4330507C1 - Klappenumschaltvorrichtung für die Druckseite einer Doppelpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Klappenumschaltvorrichtung für die Druckseite einer Doppelpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.

Bei einer derartigen, in der Praxis verwendeten Klappenumschaltvor­ richtung sind die Schließklappen auf einem gemeinsamen Achskörper schwenkbar gelagert und werden durch eine ebenfalls an diesem Achskörper angeordnete Spreizfeder in ihre Schließlage gedrückt und dort gehalten, wenn eines der oder beide Laufräder der Doppelpumpe stillstehen. Die Schließklappen selbst bestehen je aus einem Platten­ teil, mit dem der Auslaß der jeweiligen Einzelpumpe geschlossen bzw. abgedeckt wird, und aus zwei seitlichen, im Winkel dazu ver­ laufenden Stegen oder Beinen, mit denen das jeweilige Plattenteil mit dem Achskörper verbunden ist. Diese Vorrichtung hat im Betrieb erhebliche Nachteile, wenn sich die Schließklappen in ihrer Offen­ stellung befinden, und zwar auch in maximaler Offenstellung. Dann stellen sie einen beträchtlichen Strömungswiderstand dar, weil sie aufgrund ihrer abgeknickten Ausbildung mitten im jeweiligen För­ derstrom liegen. Außerdem bilden sich beim Vorbeiströmen des Fördermediums an den geöffneten Schließklappen Strömungswirbel aus. Hierdurch wird insgesamt die Förderleistung der jeweiligen Einzelpumpe herabgesetzt.

Eine andere, durch die DE-OS 15 28 649 bekannte Lösung für das Schließen des Auslasses der jeweiligen Einzelpumpe besteht darin, daß zwei ebene Schließklappen auf einem gemeinsamen Achskörper zwischen den beiden Auslässen schwenkbar gelagert sind, wobei die Schließklappen im Gegensatz zu den vorstehend genannten Schließ­ klappen in ihrer Längserstreckung im Querschnitt nicht abgeknickt ausgebildet sind. Des weiteren ist bei diesen Schließklappen ebenfalls eine zwischen ihnen vorgesehene Spreizfeder angeordnet, mit deren Kraft die Schließklappen in ihre Sitzposition gedrückt werden. Bei dieser Vorrichtung ist zwar der vorstehend angegebene Nachteil nicht vorhanden, jedoch ist nachteilig, daß, wenn sich beide Schließ­ klappen in ihrer vollständigen Offenstellung befinden, bei der sie in einer Mittelstellung zum gemeinsamen Druckstutzen aneinanderliegen, sich die Schließklappen nicht schnell genug wieder voneinander lösen. Dadurch findet eine gewisse Rückströmung von Fördermedium der gerade fördernden Einzelpumpe in die gerade stillgesetzte Einzel­ pumpe statt. Die zwischen den beiden Schließklappen angeordnete Spreizfeder schafft es also nicht, beim Ausbleiben der Strömungskraft gegen eine Schließklappe, eben diese Schließklappe sofort in ihre Schließstellung zu drücken.

In der DE 24 59 238 A1 ist eine weitere Doppelpumpe mit zwei Schließklappen beschrieben, die nicht federbetätigt sind, sondern jeweils durch den Förderdruck des Fördermediums in ihre Schließla­ ge und in ihre Offenlage gebracht werden. Die jeweilige Offenlage jeder Schließklappe wird durch Öffnungsbegrenzer erreicht, der oder die in dem gemeinsamen Förderstutzen der Doppelpumpe vorgesehen ist bzw. sind oder darin hineinragt bzw. hineinragen. Der bzw. die Begrenzer bewirken somit lediglich einen wählbaren Ausströmungs­ querschnitt aus der jeweiligen Einzelpumpe, und zwar zwecks An­ passung der Pumpenleistung an das nachgeordnete Leistungssystem.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die einleitend ange­ führte Klappenumschaltvorrichtung so zu verbessern, daß sie einer­ seits keinen Strömungswiderstand darstellt, wenn sich eine oder beide Schließklappen in Offenstellung befinden, und andererseits eine Rückströmung von Fördermedium in die gerade stillgesetzte Einzel­ pumpe vermeidet.

Die Lösung der Aufgabe ist in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspru­ ches 1 angeführt.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es vermieden, daß die Schließklappen in ihrer Offenstellung einen Strömungswiderstand bilden, weil sie im Längsquerschnitt nicht abgeknickt ausgebildet sind, sondern im wesentlichen gerade verlaufen, so daß sie sich in ihrer Offenstellung nicht im Strömungsweg des Fördermediums der einen oder anderen, oder beider Einzelpumpen befinden. Des weiteren wird bewirkt, daß sich die Schließklappen sehr schnell voneinander trennen, wenn die eine oder andere Einzelpumpe oder beide Einzel­ pumpen stillgesetzt werden, so daß die jeweilige Klappe bzw. beide Klappen sehr schnell in ihre Schließlage schwenken, so daß eine Rückströmung von Fördermedium in die gerade stillgesetzte Einzel­ pumpe von der noch fördernden Einzelpumpe nicht stattfinden kann.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Trenn­ einrichtung besteht diese aus einem starren, um die gemeinsame Achse schwenkbar gelagerten, im wesentlichen plattenförmigen Kör­ per mit einem Leitabschnitt, der die Schließklappen in Strömungs­ richtung zum Druckstutzen der Doppelpumpe überragt und durch die Strömungskräfte der Fördermediums beaufschlagbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß sich im Bereich des Oberrandes der Schließklap­ pen, welcher Bereich dem gemeinsamen Druckstutzen der Doppel­ pumpe zugekehrt ist, keine Strömungswirbel ausbilden können, so daß auch hierdurch der Strömungswiderstand innerhalb der Doppel­ pumpe vor dem gemeinsamen Druckstutzen verringert ist.

Dieser Effekt kann noch dadurch verbessert werden, daß der gerade in Offenstellung befindlichen Schließklappe eine definierte Lage in Verbindung mit einer Verlängerung des plattenförmigen Körpers gegeben ist. Dies ist dadurch erreicht, daß der die Schließklappen überragende Leitabschnitt des plattenförmigen Körpers so lang ausge­ bildet ist, daß die Auslenkung dieses Körpers durch seine Anlage am Eingangswandbereich des gemeinsamen Druckstutzens der Doppel­ pumpe begrenzt ist.

Eine weitere bevorzugte Ausbildung im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Trenneinrichtung besteht darin, daß der Abstand zwischen dem Oberrand der Schließklappen und dem diesen Oberrand jeweils gegenüberliegenden Wandbereich des Pumpengehäuses, d. h. des Auslaßkanales der beiden Einzelpumpen abströmwärts des Schließsitzes der Einzelklappen, mit zunehmender Schließbewegung der Schließklappen kleiner werdend ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht, daß sich die Schließklappen in der Endphase ihrer Schließ­ bewegung langsamer werdend bewegen, so daß sie erheblich ver­ ringerte Schlaggeräusche entwickeln, wenn sie auf ihren Schließsitz auftreffen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in teilweiser Darstellung einen Querschnitt durch den druckseitigen Bereich einer Doppelpumpe,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 + 4 jeweils eine der Fig. 1 vergleichbare Darstellung,

Fig. 5 + 6 eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Der grundsätzliche Aufbau einer Doppelpumpe ist bekannt, so daß diese in ihrer Gesamtheit nicht dargestellt und erläutert ist. Es ist nur der allgemein mit 1 bezeichnete druckseitige Bereich einer solchen Pumpe dargestellt und erläutert, weil in diesem Bereich die erfindungsgemäße Klappenumschaltvorrichtung vorgesehen ist. Der dargestellte Bereich 1 der Doppelpumpe zeigt nach den Fig. 1, 3 und 4 die Auslässe 2 und 3 der entsprechenden Einzelpum­ pen, welche in einen gemeinsamen Druckstutzen 4 der Doppelpumpe einmünden.

In dem Einmündungsbereich ist die allgemein mit 5 bezeichnete Um­ schaltvorrichtung vorgesehen, welche je nach Betrieb der Einzel­ pumpen dem einen oder anderen der Auslässe 2 und 3 oder beide Auslässe 2, 3 schließt, wie es an sich bekannt ist.

Die Umschaltvorrichtung 5 besteht aus zwei um eine gemeinsame Achse 6 schwenkbar im Gehäuse 7 der Doppelpumpe gelagerten Schließklappen 8 und 9, aus einer Federanordnung 10, z. B in Form einer Schraubenfeder mit zwei endseitigen Spreizschenkeln 10a, zum Auseinanderspreizen der Klappen 8 und 9 in ihre in den Fig. 1, 3 und 4 gezeigte Schließstellung, wenn die eine oder die andere oder beide Einzelpumpen, d. h. deren Laufräder, stillgesetzt wird bzw. werden. Die Vorrichtung 5 besteht ferner aus einer Trenn­ einrichtung 11, die zwischen den beiden Schließklappen 8 und 9 vorgesehen ist und eine schnelle Trennung der Schließklappen be­ wirkt, wenn diese in ihrer vollständigen Offenstellung bei zusammen­ gedrückter Spreizfeder 10 nahe zueinanderliegen. Das Zueinanderlie­ gen der Klappen 8 und 9 ist dann der Fall, wenn beide Einzelpumpen mit großem Förderstrom arbeiten. In diesem Fall nehmen die Klappen 8 und 9 eine Mittelstellung ein, welche im wesentlichen die gestri­ chelt angedeutete Lage ist, in welcher sie an der Trenneinrichtung 11 anliegen. Diese Mittelstellung ist auch gleichzeitig die Mittelstellung der Trenneinrichtung 11 in bezug auf den Strömungsaustrittsquer­ schnitt des gemeinsamen Druckstutzens 4.

Bei den in den Fig. 1, 2, 3 und 4 dargestellten Ausführungsbei­ spielen besteht die Trenneinrichtung 11 aus einem starren, ebenfalls um die gemeinsame Achse 6, die z. B. durch einen einzigen Achs­ körper 6a gebildet ist, schwenkbar gelagerten, im wesentlichen plat­ tenförmigen Körper 12 mit einem oberen Leitabschnitt 13, der die Schließklappen 8 und 9 in Strömungsrichtung gemäß dem Pfeil 14 zum Druckstutzen 4 der Doppelpumpe überragt. Der überragende Leitabschnitt 13 wird somit vom Fördermedium der Einzelpumpe angeströmt und sorgt auch dafür, daß das Fördermedium zwangs­ läufig in den gemeinsamen Druckstutzen 4 gelenkt wird.

Vorzugsweise ist der Leitabschnitt 13 in Richtung zum Druckstut­ zen 4 so lang ausgebildet, daß er bei seiner Verschwenkung im Fall der Stillsetzung einer der Einzelpumpen an dem Eingangswandbe­ reich 4a des gemeinsamen Stutzens 4 zur Anlage kommt. Diese Lage ist beispielsweise in Fig. 3 dargestellt. Hierdurch wird der Raum 3a abströmwärts der Klappe 9 weitgehend abgeschlossen, so daß der Förderstrom der anderen Einzelpumpe nicht in diesen Raum gelangen und darin keine Strömungswirbel bilden kann, wodurch ein praktisch verlustfreier Strömungsweg vom Auslaß 2 zum gemeinsamen Druck­ stutzen 4 gegeben ist. Entsprechendes gilt natürlich auch umgekehrt, wenn die Klappe 8 in ihrer Schließstellung ist und der plattenförmige Körper 12 mit seinem oberen Leitabschnitt 13 an der anderen Seite der Eingangswand 4a des Stutzens 4 anliegt.

In Fig. 2 sind die Trenneinrichtung 11 und die Schließklappe 9 von der Seite zu sehen. Man erkennt, daß die Trenneinrichtung in Form des plattenförmigen Körpers 12 einen etwa dreieckförmigen Leit­ abschnitt 13 aufweist, der etwas in den Druckstutzen 4 hineinreicht. Im übrigen reicht der Körper 12 fast bis zur gemeinsamen Schwenk­ achse 6 heran, die im dargestellten Fall durch den einzigen Achs­ körper 6a gebildet ist. Die untere Begrenzung des Körpers 12 ist gestrichelt bei 15 angegeben. Alternativ ist es auch möglich, daß der Plattenkörper 12 zwischen den Schließklappen 8, 9 sehr frei ausgebil­ det ist, was durch die gestrichelte Linie 16 angedeutet ist. Dieser freie Bereich wird in jedem Fall durch die Schließklappen 8 und 9 abgedeckt, so daß durch diesen Bereich hindurch keine Strömung stattfinden kann. Durch eine derartige Ausbildung des Körpers 12 sind zwei seitliche Beine 12a ausgebildet, mit denen der Körper 12 auf dem gemeinsamen Achskörper 6a lose schwenkbar gelagert ist, wie es die Fig. 1, 2, 3 und 4 zeigen. Auf jeden Fall ist der obere Leitabschnitt 13 des Körpers 12 geschlossenflächig ausgebildet, damit eine Strömung von Fördermedium in den jeweils vorhandenen Raum hinter dem Leitabschnitt (von der Zuströmseite aus betrachtet) ver­ hindert ist.

In bevorzugter Ausführung besteht die Trenneinrichtung 11 aus korrosionsfestem Material, z. B. aus Chrom-Nickel-Stahl.

Die Schließklappen 8 und 9 sind vorzugsweise so ausgebildet, daß sie sich elastisch auf ihren jeweiligen Schließsitz der Auslässe 2 und 3 auflegen. Hierzu bestehen sie beispielsweise aus einem inneren, metallenen Tragkörper 17, der von einer äußeren elastischen Ver­ kleidung 18 umgeben ist, deren Form eine geschlossene Klappe bildet, mit welcher die Auslässe 2 und 3 vollkommen abdeckbar sind, wie es aus den Fig. 1, 2, 3 und 4 ersichtlich ist. Die Tragkörper 17 sind gestrichelt in den Figuren angegeben und zur besseren Über­ sicht in Fig. 2 weggelassen. Diese Figur zeigt jedoch die Anlenk­ augen 17a der Tragkörper 17, die lose um den gemeinsamen Achs­ körper 6a schwenkbar gelagert sind.

In Fig. 4 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Umschaltklappen­ vorrichtung 5 und eines daran angepaßten druckseitigen Gehäusebe­ reiches 1 der Doppelpumpe dargestellt. Eine erste Abänderung be­ steht darin, daß die Schließklappen 8 und 9 nicht unbedingt mit einer Verkleidung versehen sein müssen. Dies ist beispielsweise durch die rechte Schließklappe 8 dargestellt, die in diesem Fall aus einem geschlossenflächigen Blechkörper besteht, der mit einer umfangs­ mäßigen Sitzprofilierung 19 versehen ist. Hierdurch wird ein ab­ dichtender Sitz der Klappe 8 auf der Sitzfläche 20 des Auslasses 2 erreicht. Entsprechendes gilt auch für die Schließklappe 9 des Aus­ lasses 3. Zusätzlich kann jedoch auch ein solcher Blechkörper für die Schließklappen 8 und 9 mit einer Verkleidung versehen sein, wie es beispielsweise mit 21 für die Schließklappe 9 in Fig. 4 gezeigt ist.

Eine weitere Änderung besteht darin, daß der Abstand A zwischen dem Oberrand 22 der Schließklappen 8 und 9 und dem diesem Ober­ rand jeweils gegenüberliegenden Wandbereich 23 des Pumpengehäu­ ses 1 mit zunehmender Schließbewegung der Schließklappen kleiner werdend ausgebildet ist. In Fig. 4 ist diese Ausgestaltung neben dem Doppelpfeil A noch dadurch angedeutet, daß der Bewegungsweg des Oberrandes 22 der Klappen 8 und 9 strichpunktiert angegeben ist. Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß die betreffende, sich schließende Schließklappe gegen einen sich im gewissen Umfang stetig vergrößernden Widerstand des aus dem jeweiligen Auslaß 2 oder 3 noch nach strömenden Fördermediums anarbeiten muß, weil sich der Strömungsquerschnitt zwischen dem jeweiligen Oberrand 22 und dem Wandbereich 23 stetig verkleinert. Durch die langsamer werdende Schließbewegung wird das Schließgeräusch der jeweiligen Klappe beim Auftreffen auf ihren Schließsitz weiter verringert.

In den Fig. 5 und 6 ist ein abgeändertes Ausführungsbeispiel der Trenneinrichtung 11 gezeigt. In diesem Fall besteht die Trenneinrich­ tung aus einem starren, streifenförmigen Körper 25 mit zwei vonein­ ander wegweisenden Distanzarmen 25a und 25b. Wenn sich beide Schließklappen 8 und 9 in ihrer maximalen Offenstellung befinden, wie es gestrichelt in Fig. 5 angedeutet ist, dann werden die Schließ­ klappen durch die Distanzarme gemäß Fig. 5 auf Distanz zueinander gehalten, indem sie gegen die freien Enden der Distanzarme zur Anlage kommen. Auch bei dieser Trenneinrichtung wird sich die eine oder andere Schließklappe oder werden sich beide Schließklappen sofort in ihre Schließstellung bewegen, wenn die Förderströme aus den Auslässen 2 und 3 gestoppt werden. Der streifenförmige Körper ist vorzugsweise ebenfalls um die gemeinsame Drehachse 6 schwenk­ bar gelagert (Fig. 5). Aus den Fig. 5 und 6 ist ebenfalls ersicht­ lich, daß der Körper 25 im wesentlichen streifenförmig ausgebildet ist, wobei vom freien Ende des Streifens her ein Trennschnitt 26 geführt ist, so daß die beiden Distanzarme durch Herausbiegen der Streifenbereiche neben dem Trennschlitz eingestellt werden können. Alternativ ist es natürlich auch möglich, am freien Ende des streifen­ förmigen Körpers 25 einen Quersteg von gewünschter Länge anzu­ bringen (nicht dargestellt). Vorteilhafterweise sollte die durch die Distanzarme 25a und 25b zwischen den Schließklappen 8 und 9 bewirkte Distanz dem angegebenen Winkel α entsprechen, der etwa 20° bis 25° beträgt. Etwa in der gleichen Größenordnung liegt der Winkel ß, der in Fig. 5 nur linksseitig angegeben ist, natürlich aber auch für die rechte Seite gilt. Der Winkel β kommt zum Tragen, wenn die Schließklappe 9 vollständig geschlossen und die Schließ­ klappe 8 sich in ihrer strichpunktiert angedeuteten, maximalen Offen­ stellung befindet. In dieser Stellung wird die Schließklappe 8 auch durch den streifenförmigen Körper 25 gehalten, wenn durch den Auslaß 2 der maximale Förderstrom zum Druckstutzen 4 gefördert wird. Die maximal offenstehende Schließklappe 8 bildet dann eine Strömungsleitfläche für den vom Auslaß 2 zum Druckstutzen 4 strö­ menden Förderstrom und verhindert im wesentlichen Strömungsver­ wirbelungen auf ihrer Rückseite. Entsprechendes gilt natürlich auch dann, wenn sich die Schließklappe 8 in ihrer Schließstellung befindet und die Schließklappe 9 maximal offen steht.

Claims (7)

1. Klappenumschaltvorrichtung für die Druckseite einer Doppel­ pumpe, bestehend aus zwei um eine gemeinsame Achse (6) schwenk­ bar gelagerten Schließklappen (8, 9) und einer Federanordnung (10) zum Bewegen der einen oder anderen Schließklappe oder beider Schließklappen in ihre Schließstellung beim Stillsetzen einer der oder beider Laufräder der Doppelpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schließklappen (8, 9) eine bewegliche Trenneinrichtung (11) für die Schließklappen in ihrer Offenstellung vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (11) aus einem starren, um die gemeinsame Ach­ se (6) schwenkbar gelagerten, im wesentlichen plattenförmigen Kör­ per (12) mit einem Leitabschnitt (13) besteht, der die Schließklappen (8, 9) in Strömungsrichtung zum Druckstutzen (4) der Doppelpumpe überragt und durch die Strömungskräfte des Förderme­ diums beaufschlagbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schließklappen (8, 9) überragende Leitabschnitt (13) des platten­ förmigen Körpers (12) so lang ausgebildet ist, daß die Auslenkung des Körpers durch dessen Anlage am Eingangswandbereich (4a) des gemeinsamen Druckstutzens (4) der Doppelpumpe begrenzt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (11) aus korrosionsfestem Material besteht.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schließklappen (8, 9) aus einem inneren, metallenen Tragkörper (17) und einer äußeren, den Tragkörper umge­ benden elastischen Verkleidung (18) bestehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand (A) zwischen dem Oberrand (22) der Schließklappen (8, 9) und dem diesem Oberrand jeweils gegenüber­ liegenden Wandbereich (23) des Pumpengehäuses (1) mit zunehmen­ der Schließbewegung der Schließklappen (8, 9) kleiner werdend ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (11) aus einem starren, um die gemeinsame Ach­ se (6) schwenkbar gelagerten, im wesentlichen streifenförmigen Körper (25) mit zwei voneinander wegweisenden Distanzar­ men (25a, 25b) als Anlagestellen für die Schließklappen (8, 9) be­ steht.