Ansaugeinrichtung an nicht selbstansaugenden Rotationspumpen, wie Zentrifugalpumpen mit einer durch einen gemeinsamen Antrieb angetriebenen, unter Bildung eines Flüssigkeitsringes arbeitenden Hilfspumpe. Vorliegende Erfindung betrifft eine An saugeinrichtung an nicht selbstansaugenden Rotationspumpen, wie Zentrifugalpumpen, Drehkolbenpumpen und dergleichen, mit einer durch einen gemeinsamen Antrieb an getriebenen, unter Bildung eines Flüssigkeits ringes arbeitenden Hilfspumpe.
Die Ansaugeinrichtung gemäss der Er findung zeichnet sich dadurch aus, dass der von der Hilfspumpe gebildete Flüssigkeits ring aus einer von der Förderflüssigkeit der nicht selbstansaugenden Pumpe getrennten Hilfsflüssigkeit besteht und der Hilfspumpe eine Reguliervorrichtung zugeordnet ist, die das Absaugen von gefangener Luft durch die Hilfspumpe aus dem Gehäuse der nicht selbstansaugenden Pumpe unter Umgehung des Laufrades der letzteren gestattet, das Ganze derart, dass in diesem Gehäuse stets genügend Förderflüssigkeit zurückbleibt, um den Übertritt von Aussenluft von der Druck seite nach der Saugseite der nicht selbstan saugenden Pumpe zu verhindern.
Diese Ansaugeinrichtung gewährleistet ein stets zuverlässiges Arbeiten der nicht selbstansaugenden Pumpe sowohl während des Betriebes als während des Anlaufens, in folge Entfernens der in dieser Pumpe ge fangenen Luft durch die Ansaugeinrichtung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 einen vertikalen Axialschnitt durch die mit einer Zentrifugalpumpe zu sammengebaute Ansaugeinrichtung; Fig. 2 einen Querschnitt zu Fig. 1 nach Linie II-II derselben.
Fig. 3 einen Querschnitt zu Fig. 1 nach Linie 111-III derselben, die Arbeitskammer der Hilfspumpe veranschaulichend, und Fig. 4 einen Querschnitt zu Fig. 1 nach Linie IV-IV derselben, eine die Druckseite der Hilfspumpe mit deren Saugseite ver bindende Kanalschleife verdeutlichend.
An einem Ständer 1 der Ansaugeinrich tung ist auf der einen Seite die nicht selbst- ansaugende Rotationspumpe, die hier als Zen trifugalpumpe 2 ausgebildet ist, mit ihrem Gehäuse befestigt. Dieses Gehäuse weist einen dem Saugmund 3 und damit der Arbeitskammer des Laufrades 11 der Zen trifugalpumpe vorgelagerten Saugraum 4 auf.
Auf der andern Seite des Ständers 1 ist eine Hilfspumpe 5 an diesen angebaut. Der Ständer 1 enthält in seinem Innern einen der Arbeitskammer der Hilfspumpe 5 vorgeord neten Saugraum 6 und einen dieser Kammer nachgeordneten Druckraum 7. Eine den Ständer durchsetzende Welle 8 ist in Lagern 9 und 10 gelagert. Über die Welle 8 sind die beiden Pumpen 2 und 5 gemeinsam an treibbar, indem diese Welle einerseits eine Kupplungsscheibe und anderseits das Lauf rad 11 der Pumpe 2 und das Flügelrad 12 der Hilfspumpe 5 trägt.
Der Anschluss 13 der Saugleitung der Pumpe 2 ist am Gehäuse derselben so angeordnet und in den Saug raum 4 eingeführt, dass bei Stillstand des Laufrades 11 immer eine solche Menge För- derflüssigkeit im Gehäuse zurückbleibt, dass sie die Arbeitskammer desselben mindestens annähernd ausfüllt.
Über dem Anschluss 13 ist der Saugraum 4 als Schwimmerraum 14 zur Aufnahme eines Schwimmers 15 eines Absperrorganes einer aus den Teilen 14 bis 19 bestehenden Reguliervorrichtung ausgebildet, die das Ab saugen von gefangener Luft durch die Hilfs pumpe aus dem Gehäuse der Zentrifugal pumpe gestattet.
An einem obern Schaft des Schwimmers 15 sind zwei Luftventilkörper 16 und 17 so befestigt, dass sie bei der Auf- und Abwärts- bewegung des Schwimmers abwechselnd ihre z uge . 'hörigen Ventilsitze im Verschlussdeekel 18 des Schwimmerraumes 14 und in der obern Abschlussw a.nd eines auf den Deckel 18 auf gebauten Gehäuses 19 öffnen und schliessen.
Der Innenraum des Aufbaugehäuses 19 ist durch eine Verbindungsleitung 20 mit dem Saugraum 6 der Hilfspumpe verbunden. Auf diese Weise ist das Absperrorgan zwischen die Saugräume .der Pumpen 2 und 5 ein geschaltet. Der Druckraum 7 der Hilfspumpe 5 steht durch eine Verbindungsleitung für die Hilfsflüssigkeit bildende Kanäle 23, 22, 21 mit dem Saugraum 6 in Verbindung.
Der Kanal 22 bildet dabei zwischen den Kanälen 21 und 23 eine Schleife, welche auf der Aussenseite der dem Saugmund 3 abgekehrten Wand der Arbeitskammer .der Pumpe 2 ent lang verläuft, so dass die Hilfsflüssigkeit mit dieser Wand zwecks Abkühlung durch die Förderflüssigkeit in wärmeleitende Berüh rung kommt. Zu diesem Zweck ist die Kanal schleife 22 in den Befestigungsflansch des Ständers 1 für die Pumpe 2 eingearbeitet. Anderseits :steht der Saugraum 6 durch die Schlitzkanäle 24, 25 mit dem Druckraum 7 in Verbindung.
Die Arbeitsweise der Ansaugeinrichtung ist folgende: Das Gehäuse der Pumpe 2, sowie der Saugraum 4 werden mit der Förderflüssig keit, zum Beispiel Wasser, bis zum Saug stutzen 13 angefüllt (Fig. 1). Der Saugraum 6 der Hilfspumpe 5 wird mit der Hilfsflüs sigkeit, zum Beispiel Schmieröl, teilweise an gefüllt. Lässt man die Pumpen dann laufen, so wird das Wasser aus dem Saugraum 4 durch das Laufrad 11 der Zentrifugalpumpe nach dem Druckstutzen 28 dieser Pumpe ge fördert und dadurch der Übertritt der Aussen luft von der Druckseite nach der Saugseite verhindert.
Dabei nimmt der Schwimmer 15 ,vermöge seines Eigengewichtes eine solche Lage im Raum 14 ein, dass das Ventil 16 offen und das Ventil 17 geschlossen ist (Fig. 1). Dadurch stellt das Absperrorgan selbsttätig Verbindung zwischen den Saug räumen der beiden Pumpen 2 und 5 her, zum Absaugen der im Gehäuse der Zentrifugal pumpe vor dem Laufrad derselben gefangenen Luft, unter Umgehung dieses Rades, das heisst ohne dass diese Luft das Laufrad pas sieren muss.
Das rotierende Flügelrad 12 in der Hilfs pumpe 5 saugt mit Hilfe des von ihm in seiner Arbeitskammer gebildeten Ölringes 29 zunächst das Sperröl durch den Kanal 24 aus dem Saugraum 6 und fördert es durch den Kanal 25 in den Druckraum 7. Durch das Zurücklaufen des Öls aus dem Druckraum 7 in den Saugraum 6 durch die Kanäle 23, 22, 21 wird der Ölring 29 stets aufrecht erhal ten. Da nun das zulaufende Öl nur einen Bruchteil der Fördermenge der Hilfspumpe ausmacht, werden die Fördertaschen 30 des Flügelrades 5 mit Luft aus dem Schwimmer raum 14 der Pumpe 2 durch die Verbindungs leitung 20 aufgefüllt, so dass diese Luft durch den Ölring 29 hindurch in den Druckraum 7 gedrückt wird.
Dort scheidet die Luft vom Öl aus und entweicht durch den Ausgang 7' ir der Pfeilrichtung (in Fig. 2) ins Freie; das Öl dagegen gelangt durch die Kanäle 23, 22, 21 in den Saugraum 6 zurück und wird von der Förderflüssigkeit der Pumpe 2 während des Passierens des Kanals 22 gekühlt.
Durch diesen Kreislauf der Hilfsflüssig keit wird die im Saugraum 4 der Zentrifugal pumpe gefangene Luft in die Aussenluft be fördert. Das Wasser steigt in der Saug leitung dieser Pumpe empor und fällt in dem Saugraum 4 dem Laufrad 11 entgegen und wird durch dieses fortgepumpt. Da aber die Hilfspumpe 5 beständig ansaugt, steigt das Wasser aus dem Saugraum 4 in dem Schwim merraum 14 hoch, wodurch sich der Schwim mer 15 hebt und dabei das Ventil 16 schliesst und das Ventil 17 öffnet. Dadurch wird die Verbindung zwischen den Saugräumen 4 und 6 durch Glas Absperrorgan selbsttätig wieder unterbrochen, so dass die Hilfspumpe aus dem Saugraum 4 keine Luft mehr entnehmen kann, sondern Aussenluft durch das Ventil 17 ansaugt.
Das Absperrorgan steuert mittelst seines Gewichtes und des Schwimmers 15 die bei den Ventile 16 und 17 selbsttätig, so, dass das Wasser im Raume 14 immer auf einem gewissen Stande gehalten wird, ohne aber in den Raum 19 und somit auch nicht zu dem Öl gelangen zu können. Die während des Betriebes der Zentrifugalpumpe 2 aus der Saugleitung in den Saugraum 4 gelangende Luft wird beständig abgesaugt, so dass die Pumpe 2 fortlaufend zum Fördern gebracht wird und damit ein zuverlässiges Arbeiten dieser Pumpe im Betrieb gewährleistet ist.
Wird nun die Pumpe 2 abgestellt, so kann sich die Druckseite dieser Pumpe durch die infolge Abwesenheit eines Saugventils am untern Ende der Saugleitung in dieser ein setzende Syphonwirkung entleeren, bis Luft durch den Druckstutzen 28 in den Saugraum 4 tritt, in diesem hochsteigt und dadurch die genannte Syphonwirkung aufhebt. Darnach entleert sich die Saugleitung ganz. Da aber der Saugstutzen 13 bedeutend über dem Saugmund. 3 angeordnet ist, bleibt der Saug raum 4 voll Wasser, welches nach dem Zu rückfallen in das Gehäuse während des Still standes des Laufrades 11 die Arbeitskammer des letzteren mindestens annähernd ausfüllt.
Dadurch wird bei dem darauffolgenden An laufen ein Übertritt von Aussenluft von der Druckseite nach .der Saugseite der Zentri- fugalpumpe verhindert und dieser Pumpe ermöglicht, ohne weiteres zuverlässig wieder in. Betrieb zu kommen. Bei der Hilfspumpe 5 läuft durch die rücklaufende Saugwirkung bei Stillstand der Pumpe 2 und der Hilfs pumpe 5 das Öl aus dem Druckraum 7 in den Saugraum 6 zurück, und die nachfol gende, mitgerissene Luft gelangt durch die Verbindungsleitung 20 in :das Aufbaugehäuse 19 der Zentrifugalpumpe und hilft zum Auf heben der oben genannten Syphonwirkung mit.
Das Öl verbleibt im Saugraum 6 und wird daselbst stets für Wiederverwendung bei der darauffolgenden Inbetriebsetzung aufgespeichert.
Da im Betriebe -aus .dem Druckraum 7 durch den Kanal 32 und die Aussparungen 31 der Arbeitskammer der Hilfspumpe be ständig etwas Öl zwischen die Laufflächen dieses Rades und die diesen gegenüberliegen den Innenflächen der Arbeitskammer gelangt, dichtet dieses Öl die Fördertaschen des Rades ab und verhindert ein Eintreten von Aussen luft durch :die beiden Durchbrüche 33 der Welle 8 in die Arbeitskammer der Hilfs pumpe. Gleichzeitig :schmiert das Öl die Laufflächen des Rades bezw. die Dichtungs flächen.
Mit Hilfe der beschriebenen Ansaugein richtung kann mit der Zentrifugalpumpe jede beliebige Flüssigkeit, auch stark verun reinigte, gepumpt werden. Die Hilfspumpe kommt damit nicht in Berührung und kann somit auch nicht verstopft oder beschädigt werden.
Der Wirkungsgrad der Zentrifugalpumpe wird nur um den Kraftverbrauch der Hilfs pumpe verkleinert, welcher verhältnismässig gering ist.
Es ist aus Fig. 1 ersichtlich, dass die Reguliervorrichtung geeignet ist, beim Dros seln sowohl als beim völligen Unterbrechen der Verbindung der Saugräume der Zentri- fugalpumpe und der Hilfspumpe den Zu tritt von Aussenluft zum Saugraum der Hilfs pumpe zu gestatten, was die Hilfspumpe ver hindert, ein höheres Vakuum zu erzeugen als im Saugraume der Zentrifugalpumpe bei normalem Förderbetrieb vorherrscht.
Suction device on rotary pumps that are not self-priming, such as centrifugal pumps with an auxiliary pump driven by a common drive and working to form a liquid ring. The present invention relates to a suction device on non-self-priming rotary pumps, such as centrifugal pumps, rotary lobe pumps and the like, with an auxiliary pump driven by a common drive and working to form a liquid ring.
The suction device according to the invention is characterized in that the liquid ring formed by the auxiliary pump consists of an auxiliary liquid separated from the conveying liquid of the non-self-priming pump and the auxiliary pump is assigned a regulating device that allows the auxiliary pump to suck out trapped air Housing of the non-self-priming pump, bypassing the impeller of the latter, allows the whole thing in such a way that there is always enough liquid left in this housing to prevent the passage of outside air from the pressure side to the suction side of the non-self-priming pump.
This suction device ensures that the non-self-priming pump always works reliably both during operation and during start-up, as a result of removing the air trapped in this pump by the suction device.
In the drawing, a Ausführungsbei is shown game of the subject invention. 1 shows a vertical axial section through the suction device assembled with a centrifugal pump; FIG. 2 shows a cross section to FIG. 1 along line II-II of the same.
Fig. 3 is a cross-section to Fig. 1 along line 111-III of the same, illustrating the working chamber of the auxiliary pump, and Fig. 4 is a cross-section to Fig. 1 along line IV-IV of the same, a channel loop connecting the pressure side of the auxiliary pump with its suction side clarifying.
The non-self-priming rotary pump, which is designed here as a Zen trifugal pump 2, is attached to its housing on one side of a stand 1 of the suction device. This housing has a suction chamber 4 upstream of the suction mouth 3 and thus the working chamber of the impeller 11 of the centrifugal pump.
On the other side of the stator 1, an auxiliary pump 5 is attached to it. The stator 1 contains in its interior one of the working chamber of the auxiliary pump 5 vorgeord designated suction chamber 6 and a pressure chamber 7 downstream of this chamber. A shaft 8 penetrating the stator is supported in bearings 9 and 10. About the shaft 8, the two pumps 2 and 5 can be driven together by this shaft on the one hand a clutch disc and on the other hand the impeller 11 of the pump 2 and the impeller 12 of the auxiliary pump 5 carries.
The connection 13 of the suction line of the pump 2 is arranged on the housing of the same and inserted into the suction chamber 4 so that when the impeller 11 is at a standstill, such an amount of liquid remains in the housing that it at least approximately fills its working chamber.
About the connection 13, the suction chamber 4 is designed as a float chamber 14 for receiving a float 15 of a shut-off device of a regulating device consisting of parts 14 to 19, which allows the suction of trapped air through the auxiliary pump from the housing of the centrifugal pump.
Two air valve bodies 16 and 17 are attached to an upper shaft of the float 15 in such a way that they alternate when the swimmer moves up and down. Open and close the associated valve seats in the closure cover 18 of the float chamber 14 and in the upper end wall of a housing 19 built on the cover 18.
The interior of the housing 19 is connected by a connecting line 20 to the suction chamber 6 of the auxiliary pump. In this way, the shut-off element is connected between the suction chambers of the pumps 2 and 5. The pressure chamber 7 of the auxiliary pump 5 is connected to the suction chamber 6 by a connecting line for channels 23, 22, 21 forming the auxiliary liquid.
The channel 22 forms a loop between the channels 21 and 23, which runs along the outside of the wall of the working chamber of the pump 2 facing away from the suction mouth 3, so that the auxiliary liquid comes into heat-conducting contact with this wall for the purpose of cooling by the conveyed liquid comes. For this purpose, the channel loop 22 is incorporated into the mounting flange of the stand 1 for the pump 2. On the other hand: the suction chamber 6 is connected to the pressure chamber 7 through the slot channels 24, 25.
The operation of the suction device is as follows: The housing of the pump 2 and the suction chamber 4 are filled with the pumping liquid, for example water, up to the suction nozzle 13 (Fig. 1). The suction chamber 6 of the auxiliary pump 5 is partially filled with the auxiliary fluid, for example lubricating oil. If the pumps are then allowed to run, the water is conveyed from the suction chamber 4 by the impeller 11 of the centrifugal pump to the pressure port 28 of this pump, thereby preventing the outside air from passing from the pressure side to the suction side.
By virtue of its own weight, the float 15 assumes such a position in the space 14 that the valve 16 is open and the valve 17 is closed (FIG. 1). As a result, the shut-off device automatically connects the suction spaces of the two pumps 2 and 5, for sucking off the air trapped in the housing of the centrifugal pump in front of the impeller, bypassing this wheel, that is, without this air having to pass the impeller.
The rotating impeller 12 in the auxiliary pump 5 sucks with the help of the oil ring 29 formed by it in its working chamber first the barrier oil through the channel 24 from the suction chamber 6 and promotes it through the channel 25 into the pressure chamber 7. By the return of the oil the pressure chamber 7 into the suction chamber 6 through the channels 23, 22, 21 of the oil ring 29 is always upright th. Since the inflowing oil now only makes up a fraction of the delivery rate of the auxiliary pump, the conveyor pockets 30 of the impeller 5 with air from the float The space 14 of the pump 2 is filled through the connecting line 20, so that this air is pressed through the oil ring 29 into the pressure space 7.
There the air separates from the oil and escapes through the outlet 7 'in the direction of the arrow (in FIG. 2) into the open; the oil, on the other hand, returns through the channels 23, 22, 21 into the suction chamber 6 and is cooled by the delivery fluid of the pump 2 while it is passing through the channel 22.
Through this cycle of the auxiliary liquid, the air trapped in the suction chamber 4 of the centrifugal pump is promoted into the outside air. The water rises in the suction line of this pump and falls in the suction chamber 4 towards the impeller 11 and is pumped away by this. But since the auxiliary pump 5 sucks in continuously, the water rises from the suction chamber 4 in the swimmer chamber 14, whereby the swimmer 15 rises and the valve 16 closes and the valve 17 opens. As a result, the connection between the suction spaces 4 and 6 is automatically interrupted again by the glass shut-off device, so that the auxiliary pump can no longer take air from the suction space 4, but instead draws in outside air through the valve 17.
By means of its weight and the float 15, the shut-off element controls the valves 16 and 17 automatically, so that the water in space 14 is always kept at a certain level, but without getting into space 19 and thus also not to the oil can. The air coming from the suction line into the suction chamber 4 during the operation of the centrifugal pump 2 is constantly sucked off, so that the pump 2 is continuously brought to pumping and thus reliable operation of this pump is guaranteed.
If the pump 2 is now switched off, the pressure side of this pump can empty itself due to the absence of a suction valve at the lower end of the suction line in this setting siphon effect, until air passes through the pressure port 28 into the suction chamber 4, rises in this and thereby the called siphon effect cancels. The suction line then empties completely. But since the suction nozzle 13 is significantly above the suction mouth. 3 is arranged, the suction space 4 remains full of water, which after falling back into the housing during the standstill of the impeller 11 fills the working chamber of the latter at least approximately.
As a result, when the next start-up, a transfer of outside air from the pressure side to the suction side of the centrifugal pump is prevented and this pump is enabled to come back into operation reliably without further ado. In the case of the auxiliary pump 5, when the pump 2 and the auxiliary pump 5 are at a standstill, the oil from the pressure chamber 7 runs back into the suction chamber 6, and the subsequent, entrained air passes through the connecting line 20 into: the housing 19 of the centrifugal pump and helps to lift the above-mentioned siphon effect.
The oil remains in the suction chamber 6 and is always stored there for reuse during the subsequent start-up.
Since in operations -aus .dem pressure chamber 7 through the channel 32 and the recesses 31 of the working chamber of the auxiliary pump be constantly some oil between the running surfaces of this wheel and the opposite inner surfaces of the working chamber, this oil seals the conveyor pockets of the wheel and prevents an entry of outside air through: the two openings 33 of the shaft 8 in the working chamber of the auxiliary pump. At the same time: the oil lubricates the running surfaces of the wheel or the sealing surfaces.
With the help of the suction device described, any liquid, even heavily contaminated, can be pumped with the centrifugal pump. The auxiliary pump does not come into contact with it and therefore cannot be clogged or damaged.
The efficiency of the centrifugal pump is only reduced by the power consumption of the auxiliary pump, which is relatively low.
It can be seen from Fig. 1 that the regulating device is suitable, both when throttling and when the connection between the suction chambers of the centrifugal pump and the auxiliary pump is completely interrupted, to allow outside air to enter the suction chamber of the auxiliary pump, which the auxiliary pump ver prevents a higher vacuum than prevails in the suction chamber of the centrifugal pump during normal pumping operation.