Gebiet der Technik
Die folgende Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit erleichterter
Selbstansaugung.
Technischer Hintergrund
Für einen optimalen Betrieb müssen Kreiselpumpen bekanntermaßen
komplett mit Wasser oder andernfalls mit dem zu pumpenden Fluid gefüllt sein.
Die Pumpe wird zuvor direkt von Bedienpersonen oder mittels speziell
dafür vorgesehener Geräte und Vorrichtungen gefüllt. Im anderen Fall
muss die Pumpe in der Lage sein, selbst anzusaugen, wenn sie mindestens teilweise
mit Fluid gefüllt ist.
Diese Selbstansaugung erfolgt normalerweise mithilfe eines in der
Pumpe selbst eingebauten Ventils, das nach Art eines hydraulischen „Kurzschlusses"
eine Rezirkulation des Fluids derart sicherstellt, dass die Pumpe den optimalen
Füllzustand erreicht, bevor sie Fluid unter Druck wirklich ausstößt.
Wenn ein solcher Füllzustand erreicht ist, ermöglicht das
Schließen des selbstansaugenden Ventils, dass die Pumpe den Normalbetrieb mit
Förderung zu dem dafür vorgesehenen Auslass fortsetzt.
Eine solche Pumpe ist beispielsweise aus US
5513959 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Pumpe mit
erleichterter Selbstansaugung bereitzustellen, die für eine erhebliche Erhöhung
der Sicherheit und Effizienz während des Anlaufens der Pumpe sorgt.
Innerhalb dieses Ziels hat die Erfindung u. a. zur Aufgabe, eine Pumpe
anzugeben, die durch Unterbrechen der Rezirkulation des Selbstansaugschrittes eine
automatische Deaktivierung ermöglicht, wenn im Innern der optimale Pegel des
Fluids erreicht ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Pumpe mit hohem Wirkungsgrad, die mit ähnlichen Pumpen voll konkurrenzfähig
ist.
Außerdem ist es ein Anliegen der vorliegenden Erfindung, eine
Pumpe vorzusehen, die mit den unterschiedlichsten Maßen, Drücken und Durchflusskapazitäten
hergestellt werden kann.
Die vorliegende Erfindung hat auch zur Aufgabe, eine Pumpe bereitzustellen,
die mit bekannten Technologien und Anlagen zu Kosten hergestellt werden kann, die
im Vergleich zu Pumpen mit ähnlichen Funktionen wettbewerbsfähig sind.
Dieses Ziel und diese sowie weitere Aufgaben, die im Folgenden besser
ersichtlich werden, werden durch eine Kreiselpumpe mit erleichterter Selbstansaugung
erreicht. Die Kreiselpumpe umfasst ein Gehäuse mit einem Ansaugeinlass und
einem Abflussauslass sowie mit inneren Reihen von Diffusoren und Laufrädern,
die eine zylinderförmige Anordnung bilden, die gemeinsam mit dem Gehäuse
einen ringförmigen Zwischenraum bildet, der auf der Abflussseite durch zugehörige
radiale Abflussöffnungen und auf der Einlassseite durch ein Loch, das perimetrisch
im Ansaugbereich angeordnet ist, mit dem Inneren der Reihen von Diffusoren und Laufrädern
verbunden ist, wobei das Loch auf der Seite des Zwischenraums durch ein im Normalzustand
offenes, flexibles, metallenes Blattventil gesteuert wird, wobei die Pumpe dadurch
gekennzeichnet ist, dass eine Wand, auf die das Fluid auftrifft, welches durch das
gesteuerte Loch aus dem Zwischenraum austritt, so ausgebildet ist, dass sie einen
doppeltsymmetrischen Kanal aufweist, der geeignet ist, einen Doppelwirbel auf das
Fluid zu übertragen, bevor dieses das erste Laufrad passiert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim
Studium der Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besser
hervortreten, die anhand eines nicht einschränkend angegebenen Beispiels in
den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist. Darin zeigen:
1 eine perspektivische Teilschnittansicht einer Pumpe
mit dem Aufbau nach der Erfindung;
2 und 3 zwei perspektivische
Teilschnittansichten der Pumpe aus 1;
4 und 5 perspektivische
Ansichten, die den gleichen Teil der Pumpe nach 1 in
zwei verschiedenen Betriebsschritten zeigen;
6 eine weitere perspektivische Teilschnittansicht der
Pumpe aus 1;
7 perspektivische Teilschnittansicht eines Teils der
Pumpe aus 1.
Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung
Bezug nehmend auf 1 bis 7
ist eine Kreiselpumpe mit erleichterter Selbstansaugung allgemein
mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet.
Die Pumpe 10 umfasst in einem zylinderförmigen Gehäuse
11 mit einem Ansaugeinlass 12 und einem Abflussauslass
13 eine Reihe oder einen Satz 14 von Diffusoren und Laufrädern
(nur deren zylinderförmige Außenseite ist in den Figuren zu sehen), die
bzw. der gemeinsam mit dem Gehäuse 11 einen ringförmigen Zwischenraum
16 bildet.
Der ringförmige Zwischenraum ist durch radiale Abflussöffnungen
13a mit dem Inneren des Satzes 14 und durch ein perimetrisches
Loch 18 (im Einlassbereich), das in diesem Fall in einem dazugehörigen,
den Zwischenraum 16 teilenden Flansch 17 angeordnet ist, mit einer
Ansaugkammer 17a verbunden.
Das Loch 18 wird auf der Seite des Zwischenraums
16 durch ein im Normalzustand offenes, flexibles, metallenes Blattventil
gesteuert, das allgemein mit dem Bezugszeichen 19 gekennzeichnet ist.
Gemäß der Erfindung ist der Flansch 17 an seiner
dem Satz 14 abgewandten Seite 20 (das heißt, der Wand, auf
die das aus dem Loch 18 austretende Fluid auftrifft) so ausgebildet, dass
er für das aus dem Zwischenraum 16 durch das Loch 18 austretende
Fluid einen doppeltsymmetrischen Kanal bildet, allgemein mit dem Bezugszeichen
21 gekennzeichnet, der geeignet ist, vor dem Ansaugabschnitt einen Doppelwirbel
auf das Fluid zu übertragen.
Insbesondere ist das Blattventil 19 durch ein Metallblatt
22 gebildet, das in der Nähe des Lochs 18 freitragend befestigt
ist und sich vom Loch 18 weg krümmt, jedoch über diesem angeordnet
ist.
Das Blatt 22 ist speziell mithilfe eines Gewindeelementes
23 an dem Diffuser 17 befestigt.
Der Kanal 21 besteht aus zwei symmetrischen Kanälen
24, die beide wie Halb-Kardioide geformt sind.
Die Kanäle 24 sind durch einen äußeren peripheren
Rand 25, der kardioidförmig ist, und durch einen inneren Rand
26 gebildet, der etwa wie ein Dreieck mit gekrümmten Seiten geformt
ist.
Ferner ist in dem inneren Rand 26 eine axiale Ansaugöffnung
27 ausgebildet.
Im vorliegenden Fall besteht der Flansch 17 aus Kunststoff.
In der Praxis funktioniert die Pumpe folgendermaßen: Während
der Selbstansaugung ist das Ventil 19 offen und ermöglicht so die
Rezirkulation des Fluids durch das Loch 18.
Diese Rezirkulation ist erlaubt, bis sich im Inneren der Pumpe
10 eine ausreichende Wassermenge angesammelt hat, um das Blattventil
19 zu schließen.
Wenn das Ventil 19 geschlossen ist, kann das Fluid, nachdem
es durch die Ansaugöffnung 27 hindurch geströmt ist, wie gewöhnlich
aus dem Abflussauslass 13 austreten.
Die Praxis hat gezeigt, dass die vorliegende Erfindung die beabsichtigten
Ziele und Aufgaben erfüllt.
Es bleibt insbesondere zu erwähnen, dass die Pumpe nach der Erfindung
eine leichte und schnelle Selbstansaugung ermöglicht, aber dennoch eine automatische
Beendigung des Selbstansaugungsschrittes sicherstellt.
Hingewiesen wird ferner auf die bauliche Einfachheit, die jedoch die
hydraulische und mechanische Leistung der Pumpe nicht reduziert.
Außerdem sollte man beachten, dass die Erzeugung von Wirbeln
auch in den typischen Übergangsschritten, wie in der Tat bei der Selbstansaugung,
für eine deutliche Verbesserung der gesamten hydraulischen Merkmale sorgt.
Die vorliegende Erfindung erlaubt im Rahmen der beiliegenden Ansprüche
zahlreiche Änderungen und Abwandlungen.
Somit kann z. B. die Wand, auf die das aus dem Zwischenraum austretende
Fluid auftrifft, durch den ersten Diffusor des besagten Satzes an Diffusoren und
Laufrädern gebildet werden.