-
Die
Erfindung betrifft eine kombinierte Tauch-/Flachabsaug-Rotationspumpe mit
einem elektrischen Antrieb, welcher von einem Antriebsgehäuse umgeben
ist, einem Pumpengehäuse
mit einer zentral angeordneten Gehäuseeintrittsöffnung und
mindestens einer Gehäuseauntrittsöffnung und einem
zwischen den Gehäuseein-
und Gehäuseaustrittsöffnungen
angeordneten Laufrad zur Flüssigkeitsförderung,
welches mindestens zwei übereinander
angeordnete Schaufelkränze
aufweist, die zu einer Aufstellfläche der Pumpe beabstandet sind.
-
Eine ähnliche
Pumpe ist beispielsweise aus der Schrift
DE 295 14 402 U1 bekannt.
In dieser Schrift wird, insbesondere in den
1 und
2, eine
Tauchpumpe beschrieben, die einen Elektromotor mit Gehäuse aufweist
und damit ein in einem Pumpengehäuse
angeordnetes Radial-Laufrad antreibt. Unter dem Radial-Laufrad ist
in einer Ausführung
ein kleines Zusatzlaufrad – genauer
gesagt ein einfaches Flügelrad – angebracht,
welches einen Außendurchmesser
aufweist, der dem Durchmesser der Gehäuseeintrittsöffnung entspricht.
Dieses sogenannte Zusatzlaufrad soll dazu dienen, eine verbesserte
Entlüftung
des Pumpengehäuses
und schnellere Füllung
mit dem zu fördernden
Fluid zu erzeugen. Dieses Ziel einer verbesserten Anlaufphase, insbesondere
bei niedrig stehendem Fluid, wird zwar grundsätzlich erreicht, jedoch wird
durch diese Konstruktion eine zusätzliche Verstopfungsgefahr
ausgebildet, bei der Flüssigkeiten
mit eingelagerten Feststoffteilen sehr leicht zu einer Verstopfung
der Zufuhröffnung
führen
können.
Außerdem
erscheint die Wirksamkeit eines solchen Zusatzlaufrades nicht ausreichend
zu sein. In einer anderen Ausführung werden
die Schaufeln des eigentlichen Laufrades im zentralen Bereich der
Gehäuseeintrittsöffnung nach unten
verlängert.
Ein wesentlich verbessertes Anlaufverhalten gegenüber einem Laufrad
mit durchgehend gleich hohen Schaufeln erscheint hierdurch jedoch
nicht erreicht zu werden.
-
Eine
andere Lösung
wird in der Schrift
EP
1 186 782 A1 vorgeschlagen. Diese Schrift zeigt eine Tauchpumpe,
welche einen vorgelagerten Sammelraum in Form einer Wanne aufweist,
wobei die Wanne einen umlaufenden Seitenrand mit einer Oberkante
besitzt, die auf einem höheren
Pegel als die Ansaugöffnung
liegt und einen Strömungskanal
aufweist, der zumindest eine außerhalb
der Seitenwand und in Abstand unterhalb deren Oberkante liegenden Eintrittsöffnung führt.
-
Durch
diese Ausgestaltung umgibt die Wanne eine den Pumpenraum nach unten
abschließende und
mit der Saugöffnung
versehene Grundplatte vollständig,
so dass bei gefüllter
Wanne die Ansaugöffnung
vollständig
in Flüssigkeit
hineinragt. Ein Ansaugen von Luft wird dadurch verhindert und es
können die
Eintrittsöffnungen
der Pumpe im unmittelbaren Bereich des Bodens liegen, so dass die
Pumpe bei niedrig werdendem Flüssigkeitspegel
eingesetzt werden kann.
-
Eine
derartige Konstruktion weist jedoch das Problem auf, dass Schmutzwasser
mit größeren Feststoffbestandteilen
ebenso zu einer leichten Verstopfung des Ansaugsystems führt und
damit die Pumpe nur für
relativ saubere Medien eingesetzt werden kann.
-
Des
Weiteren wird auf die Druckschrift
GB 1 502 781 A verwiesen, in der eine Kreiselpumpe
offenbart wird, welche zwei übereinander
liegende Schaufelkränze
aufweist, die eine zentrale Eintrittsöffnung besitzen, jedoch führt diese
Anordnung nicht zum Gegenstand der hier beschrieben Erfindung.
-
Es
ist Aufgabe der Erfindung, eine Pumpe zu finden, welche einerseits
bei relativ niedrigem Flüssigkeitsstand
eingesetzt werden kann und andererseits auch einfach im Bereich
von Schmutzwasserabsaugungen ohne Verstopfungsgefahr genutzt werden
kann.
-
Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
-
Die
Erfinder haben erkannt, dass es besonders positiv für ein schnelles
Füllverhalten
der Pumpe und für
eine hohe Flexibilität
bezüglich
des Transportes feststoffbeladener Flüssigkeiten ist, wenn die Pumpe über zumindest
zwei Schaufelkränze
verfügt, wobei
zumindest zwei Schaufelkränze
eine gemeinsame, zentral angeordnete Laufradeintrittsöffnung aufweisen
sollten und gleichzeitig eine Möglichkeit zur
Einstellung des Abstandes des Laufrades zur jeweiligen Aufstellfläche der
Pumpe vorhanden sein sollte. Durch diese Merkmale wird erreicht,
dass für die
schnelle Füllung
des Pumpengehäuses
mit Flüssigkeit
ein hierfür
optimierter Schaufelkranz eingesetzt werden kann, wobei gleichzeitig
für das
Abpumpen größerer Volumina,
gegebenenfalls einschließlich
vorhandener Feststoffanteile, ein ebenfalls hierauf optimierter
Schaufelkranz zur Verfügung
steht. Gleichzeitig ist es notwendig, den Abstand des Laufrades
zur Aufstellfläche
der Pumpe veränderlich
auszugestalten, damit je nach Anforderung eine Aufstellungssituation
erreicht werden kann, in der das untere Schaufelrad möglichst
unterhalb des die Pumpe umgebenden Flüssigkeitsniveaus eingestellt
werden kann. Gleichzeitig sind die zumindest zwei Schaufelkränze des
Laufrades so angeordnet, dass beide Radial-Schaufelkränze eine zentral angeordnete
Laufradseintrittsöffnung
aufweisen, welche dann mit entsprechend großem Durchmesser ausgestaltet
sein können,
so dass auch größere mitgeförderte Feststoffpartikel
nicht zu einer Verstopfung der Pumpe führen.
-
Entsprechend
diesem Grundgedanken schlagen die Erfinder eine kombinierte Tauch-/Fachabsaug-Rotationspumpe
vor, welche einen elektrischen Antrieb mit einem Antriebsgehäuse aufweist, weiterhin über ein
Pumpengehäuse
mit einer zentral angeordneten Gehäuseeintrittsöffnung und
mindestens einer Gehäuseaustrittsöffnung verfügt, wobei zwischen
den Gehäuseein-
und Gehäuseaustrittsöffnungen
ein Laufrad zur Flüssigkeitsförderung
angeordnet ist, und eine Vorrichtung zur Einstellung des Abstandes
des Laufrades zu einer Aufstellfläche der Pumpe aufweist. Erfindungsgemäß weist
das Laufrad mindestens zwei übe rander
angeordnete Schaufelkränze
auf, die zur Aufstellfläche
der Pumpe beabstandet sind, wobei die Innendurchmesser der Schaufelkränze einen
gemeinsamen und konzentrisch zum Laufrad angeordneten Kanal, durch
den die zu fördernde
Flüssigkeit
in die Schaufelkränze eintritt,
aufweisen,
Besonders günstig
ist es hierbei, wenn der untere Schaufelkranz niedriger ausgebildet
ist als mindestens ein oberhalb angeordneter weiterer Schaufelkranz.
-
Bevorzugt
wird bei der erfindungsgemäßen Pumpe
ein Laufrad, welches Radial-Schaufelkränze aufweist, jedoch ist auch
eine Ausgestaltung mit Halbaxial-Schaufelkränzen möglich.
-
Es
können
dabei entweder genau zwei Schaufelkränze übereinander angeordnet werden, jedoch
besteht auch die Möglichkeit,
mehr als zwei Schaufelkränze übereinander
anzuordnen, so dass eine Optimierung der Pumpleistung möglich ist.
-
Die
Schaufelkränze
können
eine unterschiedlich große
Anzahl von Schaufeln aufweisen, wobei es besonders günstig ist,
wenn der untere Schaufelkranz eine höhere Anzahl an Schaufeln aufweist,
als ein darüber
angeordneter Schaufelkranz. Dadurch besteht die Möglichkeit,
den unteren Schaufelkranz besonders günstig für die Anfangsförderung geringer
Flüssigkeitsmengen
auszubilden, während der
darüber
angeordnete Schaufelkranz, aufgrund der größeren Höhe, letztendlich einen höheren Volumendurchsatz
und eine Passage von größeren Feststoffteilchen
ermöglicht.
-
Hierbei
kann es auch vorteilhaft sein, wenn zumindest ein Schaufelkranz
gekrümmte
Schaufeln enthält,
da hierdurch eine verbesserte Pumpleistung erreicht werden kann.
Vereinfacht besteht allerdings auch die Möglichkeit, beispielsweise aus
Kostengründen,
ebene Schaufeln zumindest bei einem Schaufelkranz einzusetzen.
-
Die
Ausbildung des Laufrades kann beispielsweise derart geschehen, dass
die Innenradien mindestens zweier übereinander angeordneter Schaufelkränze, vorzugsweise
der beiden einzigen Schaufelkränze,
gleich groß ausgebildet
sind. Ebenso können
auch die Außenradien
von zumindest zwei Schaufelkränzen
gleich groß gestaltet
werden.
-
Besonders
günstig
ist es, wenn der Außendurchmesser
des unteren Schaufelkranzes wesentlich größer ist als der Innendurchmesser
des darüber liegenden
und/oder oberen Schaufelkranzes ist, zumindest in Bezug auf den
unteren Rand des darüber liegenden
und/oder oberen Schaufelkranzes. Insgesamt sollte der untere Schaufelkranz
dabei im Innenbereich frei von Schaufeln sein, um einer, gegebenenfalls
feststoffbeladene, Flüssigkeit
freien Zugang zu dem darüber
angeordneten größeren Schaufelrad zu
ermöglichen.
Auch ist es günstig
den Innendurchmesser, zumindest des unteren Schaufelkranzes in, zumindest
ungefähr,
der gleichen Größe auszuführen, wie
die darunter liegende Eintrittsöffnung
des Pumpengehäuses,
insbesondere, wenn die Eintrittsöffnung
unmittelbar vor dem unteren Schaufelkranz angeordnet ist. Damit
bleibt im Eingangsbereich der Strömungskanal frei von rotierenden
Schaufeln und von Verstopfungsgefahr.
-
Vorteilhaft
kann es jedoch auch sein, wenn der Außendurchmesser des unteren
Schaufelkranzes größer ausgebildet
ist als der Außendurchmesser
eines darüber
liegenden Schaufelkranzes, da hierdurch eine verbesserte Druckleistung
des unteren Schaufelkranzes erreicht wird.
-
Obwohl
es grundsätzlich
möglich
ist, beide oder alle Schaufelkränze
unterschiedlich, ggf. auch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten
anzutreiben, ist es jedoch besonders wirtschaftlich, die Laufräder derart
auszubilden, dass die Schaufeln zweier Schaufelkränze an einer
gemeinsamen Trennfläche angeordnet
sind, welche die Rotationsräume
der Schaufelkränze
voneinander trennt.
-
Diese
Trennfläche
kann dabei entweder eben ausgebildet werden, oder es besteht auch
die Möglichkeit,
der Trennfläche
eine konische Form zu geben, welche gegebenenfalls einen Selbstreinigungseffekt
durch sich radial nach außen
erweiternde Querschnitte steigert. Auch eine gewölbte Form der Trennfläche ist
möglich.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der Rotationspumpe schlagen die Erfinder außerdem vor, dass mindestens
ein Schaufelkranz mit einer gemeinsamen Trennfläche zu einem weiteren Schaufelkranz
eine gegenüberliegende
Begrenzungsfläche
aufweist, die mit Schaufeln dieses Schaufelkranzes verbunden ist.
Durch diese Ausgestaltungsform ist zumindestens einer der Schaufelkränze oberhalb
und unterhalb durch eine Begrenzungsfläche versehen, wodurch wiederum
eine Leistungssteigerung des Laufrades bewirkt wird. Selbstverständlich besteht
auch die Möglichkeit,
beide oder alle Schaufelkränze,
die im Laufrad vorhanden sind, mit einer oberen und unteren Begrenzungsfläche zu versehen,
so dass damit alle Strömungskanäle des Laufrades
in den Schaufelkränzen
eindeutig definiert sind und dadurch eine verbesserte Strömung und auch
verbesserte Pumpleistung erreicht wird.
-
Bezüglich der
Vorrichtung zur Einstellung des Abstandes des Laufrades zur Abstellfläche der Pumpe
bestehen mannigfaltige Ausführungsmöglichkeiten.
Besonders günstig
ist es jedoch, wenn diese Vorrichtung ein im unteren Bereich des
Pumpengehäuses
höheneinstellbarer
Korb ist, der zusammen mit der unteren Außenseite des Pumpengehäuses einen
Vorraum bilden kann und je nach Höheneinstellung unterschiedlich
große
Zugangsöffnungen zum
Pumpengehäuse
oder in den je nach Höheneinstellung
vorliegenden Vorraum freigibt. Hierdurch wird es möglich, durch
eine Vergrößerung des
Abstandes des Laufrades zur Aufstellfläche der Pumpe gleichzeitig
größere Öffnungen
in einem Vorraum des Pumpengehäuses
zu bilden, so dass bei einem Einsatz der Pumpe als Schmutzwasserpumpe
eine besonders geringe Verstopfungsgefahr vorliegt, während bei
einer sehr ge ringen Höheneinstellung
des Korbes nur noch relativ geringe Öffnungsquerschnitte für das Ansaugen
der Flüssigkeit
zur Verfügung stehen,
so dass eine rechtzeitige Filterung stattfindet und in dieser Konstellation
der Pumpe sich diese aufgrund des starken Eintauchens des unteren
Schaufelkranzes in ein ggf. flaches Flüssigkeitsniveau sich diese
besonders zur Flachabsaugung eignet.
-
Der
Korb kann in einer besonders günstigen Ausgestaltung
eine zentrale Zugangsöffnung
aufweisen, die der Eintrittsöffnung
des Schaufelkranzes des Laufrades gegenüber angeordnet ist. Zusätzlich kann
diese zentrale Zugangsöffnung
des Korbes auch ein Gitter aufweisen, welches entsprechend der Höhe des unteren
Schaufelkranzes mit relativ kleinen Gitteröffnungen ausgebildet sein kann.
-
Wird
eine derartige zentrale Zugangsöffnung des
Korbes verwendet, so ist es weiterhin vorteilhaft, wenn der Korb
einen Boden aufweist, an dessen Außenseite Erhebungen und/oder
Vertiefungen angebracht sind, die im Zusammenwirken mit der Aufstellfläche für die Rotationspumpe
radial ausgerichtete Zufuhrkanäle
zur zentralen Zugangsöffnung
ausbilden. Dabei verhindern die Erhebungen im Boden ein plötzliches
Ansaugen des Untergrundes und ein damit einhergehendes Verschließen der
zentralen Eingangsöffnung.
-
Des
weiteren kann der Korb mindestens eine randseitige Zugangsöffnung aufweisen,
die je nach Höheneinstellung
des Korbes unterschiedlich weit geöffnet ist. Meist handelt es
sich dabei um mehrere randseitige Zugangsöffnungen, die in ihrem Durchmesser
ausreichend groß sind
um auch mit Feststoffpartikeln versehene Flüssigkeiten ohne eine Verstopfungsgefahr
ansaugen können.
Grundsätzlich
ist es dabei vorteilhaft, wenn die Größe der Zugangsöffnungen
nicht weiter als die kleinste Durchgangsöffnung des höchsten Schaufelkranzes
im Laufrad ist.
-
Die
Höheneinstellung
des Korbes kann dabei beispielsweise in der Art eines Bajonettverschlusses
ausgebildet sein, wobei der Bajonettverschluss vorteilhaft mindestens
zwei Höheneinstellungen
fixieren können
sollte.
-
Des
weiteren kann der Korb an seiner Unterseite Eingriffmulden aufweisen,
die etwa einem Handdurchmesser entsprechen können, so dass ein ergonomisches
Eingreifen der Finger einer Hand in diese Eingriffsmulden möglich ist,
um den ggf. vorhandenen Bajonettverschluss oder einen sonstigen Drehverschluss
bedienen zu können.
Vorteilhaft können
dabei die Eingriffsmulden mit den seitlichen Zugangsöffnungen
kombiniert werden.
-
In
einer weiteren besonderen Ausführung der
erfindungsgemäßen Rotationspumpe
fordern die Erfinder, dass der Korb oberhalb der zentralen Zufuhröffnung einen
von dieser Zufuhröffnung
beabstandeten Deckel aufweist, der bei geringer Höheneinstellung
des Korbes den Eintritt in einen der oberen Schaufelkränze verschließt und demgemäß nur noch
den Zutritt zu den unteren oder dem einzigen unteren Schaufelkranz
zulässt.
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei niedrigster Höheneinstellung tatsächlich nur
die Schaufelkränze
unterhalb der Deckelhöhe
zur Pumpleistung beitragen und gleichzeitig höher gelegene Schaufelkränze auch
keinen Rückfluss
von bereits im Gehäuse
befindlichen Wasser ermöglichen.
Nachteilig ist allerdings, dass die maximale Kapazität der Pumpe
durch diese Ausführung
bei der niedrigen Einstellung reduziert werden kann.
-
Die
Erfinder schlagen des weiteren vor, dass im Bereich des unteren
Schaufelkranzes ein Eintrittsgitter vorgesehen ist, welches beispielsweise
in das Pumpgehäuse
integriert werden kann, so dass der untere Schaufelkranz durch dieses
Eintrittsgitter gegenüber
Verschmutzung durch Feststoffpartikel geschützt wird.
-
Die
erfindungsgemäße Rotationspumpe kann
des weiteren einen Schwimmerschalter zum automatischen Ein/Aus-Schalten
der Pumpe aufweisen. Der Schwimmerschalter kann beispielhaft durch ein
flexibles Schaltkabel mit der Pumpe verbunden werden, so dass entsprechend
der Lage des Schwimmerschalters, die durch eine Veränderung des
Flüssigkeitsniveaus
in dem die Pumpe sich befindet, ein automatischer Ein- und Ausschalt-Vorgang der
Pumpe stattfindet.
-
Hierfür kann die
Pumpe mindestens einen Befestigungsklipp für das flexible Schaltkabel
aufweisen. Beispielsweise können
auch mehrere Befestigungsklipps übereinander
oder nebeneinander angeordnet werden, so dass eine einfache Anpassung des
Schaltpunktes des Schwimmerschalters möglich ist.
-
Des
weiteren kann an der Pumpe, vorzugsweise am Antriebsgehäuse, ein
erstes Befestigungsmittel und am Schwimmerschalter ein zweites Befestigungsmittel
angebracht sein, wodurch ein Befestigen des Schwimmerschalters an
der Pumpe in einer einzigen, vorzugsweise einer Einschaltposition
ermöglicht
wird.
-
In
einer beispielhaften Ausführung
kann das erste Befestigungsmittel eine Lasche sein, die zum Beispiel
am Motorgehäuse,
Pumpengehäuse
oder auch einem Traggriff angebracht ist, und das zweite Befestigungsmittel
kann als einseitig für
die Lasche offener Käfig
ausgebildet sein, so dass der Schwimmerschalter nur in einer bestimmten
Lage einhängbar
ist. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine Lage, die ein dauerndes
Einschalten der Pumpe – zumindest
am Schwimmerschalter – bewirkt.
-
In
einer anderen Variante der Rotationspumpe kann das erste und das
zweite Befestigungsmittel auch ein Klipp mit einem Gegenstück sein,
wobei diese so gestaltet sind, dass der Schwimmerschalter ebenfalls
nur in einer vorbestimmten Lage einklippbar ist.
-
Schließlich wird
noch darauf hingewiesen, dass das Pumpengehäuse über eine ggf. separate Entlüftungsleitung
verfügen
kann, welche eine Entlüftung
des Pumpengehäuses
bei bereits gefüllter
Abfuhrleitung erleichtert.
-
Weiterhin
kann die Gehäuseaustrittsöffnung des
Pumpengehäuses
im Bereich des obersten Schaufelkranzes angeordnet werden, jedoch
ist es besonders vorteilhaft, wenn die Gehäuseaustrittsöffnung oberhalb
des obersten Schaufelkranzes angeordnet wird, da hierdurch ein besserer
Füllungsgrad des
Laufrades erreicht wird und die Pumpenleistung günstig beeinflusst wird. Dabei
ist jeweils eine Anbringung der Gehäuseaustrittsöffnung tangential
am Umfang des Pumpengehäuses
in Strömungsrichtung besonders
günstig,
da hierdurch geringst mögliche Reibungsverluste
entstehen.
-
Ergänzend wird
darauf verwiesen, dass das Laufrad einen im Strömungsbereich zentral angeordneten
Abweisekegel aufweisen kann, wodurch die Förderung von Feststoffteilen
aus dem Innenbereich des Laufrades nach Außen besonders gefördert wird. Beispielhaft
kann ein solcher Abweisekegel rein konisch ausgebildet sein, jedoch
ist es strömungstechnisch
günstiger
ihm eine gewölbt
gekrümmte
Form zu geben. Des weiteren kann das Laufrad in vorteilhafter Weise
mehrteilig ausgebildet werden, wobei bevorzugt die Anzahl der Einzelteile
der Anzahl der Schaufelkränze
entspricht.
-
Im
folgenden wird die Erfindung anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele
mit Hilfe der Figuren näher
beschrieben, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen
Merkmale dargestellt sind. Es zeigen im einzelnen:
-
1:
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Rotationspumpe;
-
2:
Seitenansicht der Rotationspumpe aus 1 mit aufgeschnittenem
Pumpengehäuse
in niedrigster Stellung;
-
3:
Seitenansicht der Rotationspumpe aus 1 mit aufgeschnittenem
Pumpengehäuse
in höchster
Stellung;
-
4:
Variante einer Rotationspumpe mit zusätzlichem Deckel im Korb in
höchster
Stellung;
-
5:
Seitenansicht der Rotationspumpe aus 4 mit aufgeschnittenem
Pumpengehäuse
in niedrigster Stellung;
-
6:
Schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Rotationspumpe;
-
7:
3D-Darstellung eines erfindungsgemäßen Laufrades;
-
8:
Laufrad mit Abweisekegel;
-
9:
Laufrad mit konischen oberen Begrenzungsflächen;
-
10:
3D-Ansicht des Korbes der Rotationspumpe;
-
11:
Bodenansicht des Korbes der Rotationspumpe.
-
Eine
erfindungsgemäße Rotationspumpe
ist in der 1 in einer dreidimensionalen
Seitenansicht gezeigt. Die Rotationspumpe 1 verfügt über einen hier
nicht erkennbaren Elektromotor, der sich im Antriebsgehäuse 3 befindet.
Unterhalb des Antriebsgehäuse 3 ist
ein Pumpengehäuse 4 angeordnet,
welches einen Pumpenraum bildet. Das Pumpengehäuse 4 verfügt über eine
Austrittsöffnung 6,
die tangential am Pumpengehäuse 4 angeordnet
ist. Im unteren Bereich des Pumpengehäuses 4 ist ein Korb 21 durch
einen Bajonettverschluss 29 verschieblich angebracht, wobei
der Bajonettverschluss 29 über zwei endständige Rastierungen 30 verfügt, so dass
der Korb 21 in zwei unterschiedlichen Höheneinstellungen fixierbar
ist und dadurch zwischen dem Pumpengehäuse 4 und der Begrenzung
des Korbes 21 einen Vorraum 22 für das Pumpengehäuse 4 bilden
kann.
-
Die
Pumpe 1 verfügt
auch über
einen Schwimmerschalter 34, der über ein flexibles Schaltkabel 35 mit
der Pumpe 1 verbunden ist. Hängt der Schwimmerschalter 34 frei
am Schaltkabel 35 herunter, so bewirkt ein Ansteigen eines
Fluidniveaus außerhalb
des Pumpengehäuses 4 eine
Lageänderung,
wodurch ein lagesensitiver Schalter im Innenraum des Schwimmerschalters 34 ab
einer gewissen Lage zu einem Einschalten der Pumpe 1 führt. Auf der
anderen Seite bewirkt ein Absinken des Flüssigkeitsniveaus bei einem
freihängenden
Schwimmerschalter ein automatisches Ausschalten der Pumpe sobald
das Flüssigkeitsniveau
unter eine bestimmte Höhe
gesunken ist. Somit kann die Pumpe 1 in einer Umgebung
mit veränderlichem
Flüssigkeitszufluss automatisch
betrieben werden.
-
Die 2 zeigt
die gleiche Pumpe 1 mit einer Einsicht in das Pumpengehäuse 4.
Hierbei ist der untere Teil des Elektromotors 2 erkennbar,
der in das Pumpengehäuse 4 hineinragt
und an dessen Ende eine Antriebswelle 38 sich befindet,
die mit einem erfindungsgemäßen Laufrad 7 gekoppelt
ist. Die Antriebswelle 38 treibt dieses Laufrad 7 an,
welches als zweistöckiges
Radial-Laufrad ausgebildet ist und unten einen Schaufelkranz mit
Schaufeln 12 mit geringer Bauhöhe aufweist. Darüber sind
mehrere hohe Schaufeln 12 angeordnet, wobei eine Trennfläche 19 den
unteren Schaufelkranz vom oberen Schaufelkranz trennt. Der obere
Schaufelkranz verfügt über eine
zusätzliche
Begrenzungsfläche 20,
an der in diesem beispielhaften Fall die Antriebsachse 38 angebunden
ist. Die beiden Flächen 19 und 20 bilden
die Begrenzung des oberen Schaufelkranzes, so dass eine gute Effektivität des Laufrades
erreicht wird. Beide Schaufelkränze
verfügen über eine
zentrale Laufrad-Eintrittsöffnung,
durch die die Flüssigkeit
in beide Schaufelkränze
vom Boden der Pumpe 1 her eindringen kann. In der hier
gezeigten Konfiguration der Rotationspumpe 1 ist das Pumpengehäuse 4 weitestgehend
in den Korb 21 eingeschoben, so dass die seitlichen Öffnungen 24 des
Korbes 21 keine Eintrittsmöglichkeit für Flüssigkeit bilden und die angesaugte Flüssigkeit
lediglich durch eine hier bildlich erkennbare zentrale Öffnung im
Boden des Korbes 21 eintreten kann, die direkt zur Gehäuseeintrittsöffnung 5 führt. Von
der Gehäuseeintrittsöffnung 5 wird
unmittelbar die zentral angeordnete Laufrad-Eintrittsöffnung erreicht.
Bei dieser Konstellation der Tauchpumpe ist dafür gesorgt, dass der untere
Schaufelkranz des Laufrades 7 wegen seines geringen Abstandes
zur Bodenflä che
leicht Flüssigkeit
ansaugen kann und damit zu einer Füllung des Pumpengehäuses 4 führt, wodurch
bei weiterem Anstieg der Füllung
des Pumpengehäuses 4 auch
der darüber
liegende Schaufelkranz mit Flüssigkeit
versorgt wird, so dass insgesamt die Pumpe 1 auch bei einem
niedrigen äußeren Flüssigkeitsniveau
effektiv arbeiten kann.
-
Für eine verbesserte
Flüssigkeitszufuhr
und eine ausreichende Abstandshaltung des unteren Bodens des Korbes 21 sind
am Boden Stege 27 angebracht, die zusammen mit dem Korbboden
und der darunter liegenden Aufstellfläche Kanäle 28 bilden, durch
die Flüssigkeit
zur zentralen Gehäuseeintrittsöffnung 5 geführt wird.
-
Soll
die Pumpe 1 mit möglichst
großem
Flüssigkeitsdurchsatz
betrieben werden und auch Flüssigkeiten
mit eingelagerten Feststoffanteilen größeren Durchmessers abgesaugt
werden, so wird der Korb 21, wie es in der 3 dargestellt
ist, in eine untere Stellung gebracht. Hierdurch öffnen sich
die seitlich angeordneten Zugangsöffnungen 24, die einen relativ
großen
Querschnitt aufweisen und es entsteht ein Vorraum 22 zwischen
dem Boden des Pumpengehäuses 4 und
dem Korb 21, in dem Flüssigkeit ohne
großen
Widerstand eindringen kann. Die Flüssigkeit wird dann zur zentralen
Gehäuseeintrittsöffnung 5 geführt und
kann dort durch den mit großzügigen Zwischenräumen bemessenen
oberen Schaufelkranz im wesentlichen abgepumpt werden. In der Anpumpphase
ist davon auszugehen, dass der untere Schaufelkranz mit seinen dichter
besetzten Schaufeln 12 auch hier das Anpumpen zunächst verbessert.
-
Zum
Schutz des unteren Schaufelkranzes ist ein zylinderförmiges Eintrittsgitter 33 über die
Höhe des
unteren Schaufelkranzes im Eintrittsbereich vorgesehen, so dass
ein Verstopfen des unteren kleinen Schaufelkranzes vermieden wird.
-
In
dieser Figur ist auch die zentrale Laufradeintrittsöffnung 39 für beide
Schaufelkränze
zu erkennen. Die beiden Schaufel kränze bilden einen gemeinsamen
Zufuhrkanal, der von den Schaufeln 12 umgeben wird und
aus dem die zu transportierende Flüssigkeit radial in das Pumpengehäuse 4 hinein
abgesaugt wird.
-
In
der hier gezeigten Einstellung des unten liegenden Korbes 21 ist
die zentrale Zugangsöffnung 23 durch
den Korb 21 leicht erkennbar, wobei die zentrale Zugangsöffnung 23 durch
ein zusätzliches Gitter 25 gegen
das Eindringen von Schmutzpartikeln geschützt ist. Wirksam wird dieses
Gitter allerdings nur, wenn der Korb 21 sich in der oberen
Stellung am Pumpengehäuse 4 befindet.
-
Ergänzend ist
noch darauf hinzuweisen, dass in der 2 der Schwimmerschalter 34 in
Einschaltposition in eine Lasche 36 eingehängt wird,
wobei für
das Einhängen
ein Käfig 37 am
Schwimmerschalter 34 befestigt ist, so dass dieser lediglich
in senkrechter Position einhängbar
ist. Die 3 zeigt in Bezug auf den Schwimmerschalter 34 wieder
einen freihängenden
Schwimmerschalter, der somit ein Ausschalten der Pumpe 1 bei
entsprechend niedrigem Flüssigkeitsniveau
bewirkt.
-
Eine
andere Variante der erfindungsgemäßen Rotationspumpe 1 ist
in der 4 dargestellt, wobei der wesentliche Unterschied
dieser Pumpe in Relation zur in der 3 gezeigten
Pumpe 1 darin liegt, dass der Korb 21 über einen
zusätzlichen
Deckel 32 verfügt,
der im eingeschobenen Zustand die direkte Flüssigkeitszufuhr zum oberen
Schaufelkranz abschließt,
so dass lediglich der untere Schaufelkranz für die Flachabsaugung eingesetzt
wird, während
bei der hier gezeigten ausgefahrenen Situation des Korbes 21 einerseits
die seitlichen Öffnungen 24 durchgängig sind
und der Deckel 32 die Eintrittsöffnung 5 für beide
Schaufelkränze
geöffnet
ist.
-
Der
eingeschobene Zustand des Korbes 21 ist in der 5 gezeigt,
in der der Korb 21 maximal an das Pumpengehäuse 4 herangeschoben
ist, so dass das Laufrad 7 möglichst nahe an der Abstellfläche der
Pumpe 1 angeordnet ist. In dieser Stellung verschließt der Deckel 32 den
Durchgang zum oben liegenden Schaufelkranz, so dass lediglich der
untere Schaufelkranz zur Pumpwirkung beiträgt. Hierdurch wird zwar die
maximale Pumpleistung reduziert, jedoch wird ein gegebenenfalls
möglicher Rückfluss
von Luft oder Wasser über
den oberen Schaufelkranz verhindert.
-
Die 6 zeigt
nochmals in einem sehr schematisch dargestellten Schnittbild das
Grundprinzip der erfindungsgemäßen Rotationspumpe 1.
Hierbei wird ein höheneinstellbares
Gehäuse,
welches den Abstand 10 vom Laufrad 7 zur Aufstellfläche 11 der
Pumpe variieren kann, gezeigt. Die Variation erfolgt im dargestellten
Beispiel durch einen Korb 21, der seitlich am Gehäuse auf
und ab geschoben werden kann und damit einen Vorraum 22 bildet
oder lediglich einen direkten Eintritt in das Pumpengehäuse 4 über eine
zentrale Eintrittsöffnung 23 gewährt. Ergänzend ist
dabei darauf hinzuweisen, dass jedoch auch andere Möglichkeiten
zur Veränderung
des Abstandes zwischen Abstellfläche 11 und
Laufrad 7 bestehen, wobei derartige Varianten den Rahmen
der Erfindung nicht verlassen.
-
Es
wird weiterhin das Laufrad 7 schematisch dargestellt, wobei
hier zwei Schaufelkränze 9 und 8 dargestellt
sind, die über
eine gemeinsame zentrale Laufrad-Eintrittsöffnung 39 verfügen und
an einer gemeinsamen Trennfläche 19 angeordnet
sind. Hierbei bilden die Innenkreise der Schaufelkränze 8, 9 einen gemeinsamen
und konzentrisch zum Laufrad 7 angeordneten Kanal, durch
den die zu fördernde
Flüssigkeit
in die Schaufelkränze
eintritt.
-
Zusätzlich verfügen im hier
dargestellten Beispiel sowohl der obere Schaufelkranz 9 als
auch der untere Schaufelkranz 8 über eine zusätzliche
Begrenzungsfläche 20,
die die Pumpleistung des Laufrades 7 erhöhen. Gezeigt
sind auch die Innenradien 15 und 16 des unteren
und oberen Schaufelkranzes und die Außenradien 17 und 18,
ebenfalls des unteren und oberen Schaufelkranzes 8 und 9.
Im gezeigten Beispiel verfügt
der untere Schaufelkranz 8 über größere Innen- und Außenradien
als der darüber
angeordnete Schaufelkranz 9. Außerdem besitzt der untere Schaufelkranz 8 eine
geringere Höhe 13 als der
obere Schaufelkranz 9. Nicht erkennbar ist, dass in bevorzugter
Weise für
den unteren Schaufelkranz 8 eine größere Anzahl an Schaufeln 12 verwendet wird,
da hierdurch die erreichbare Ansaugleistung verbessert wird, während beim
oberen Schaufelkranz 9 weniger Schaufeln 12 und
damit weniger engstehende Schaufeln 12 verwendet werden,
da hierdurch eine bessere und ungehinderte Durchsatzleistung ermöglicht wird.
-
Die
Austrittsöffnung 6 ist
im vorliegenden Beispiel ebenfalls oberhalb des Laufrades 7 angeordnet,
wodurch für
eine stetige Füllung
des Laufrades 7 mit Flüssigkeit
gesorgt wird.
-
In
der 7 ist das Laufrad 7, wie es in den 2 bis 4 verwendet
wird, dargestellt. Dieses Laufrad 7 verfügt über einen
unteren Schaufelkranz 8 und einen oberen Schaufelkranz 9,
wobei beide Schaufelkränze 8, 9 durch
eine gemeinsame Trennfläche 19 miteinander
verbunden sind. Der untere Schaufelkranz 8 verfügt über die
doppelte Anzahl von Schaufeln 12, wobei diese in niedrigerer
Bauhöhe ausgeführt sind.
Der obere Schaufelkranz 9 wird nach oben hin durch eine
zusätzliche
Begrenzungsfläche 20 begrenzt,
wobei hier eine reduzierte Anzahl von Schaufeln 12 verwendet
werden, die allerdings zum besseren Abtransport der Flüssigkeit
im oberen Bereich in den Eintrittsbereich hineingezogen sind. Beide
Schaufelkränze 8 und 9 verfügen über Schaufeln 12,
die bezogen auf die Laufrichtung rückwärts gekrümmt sind. Es wird allerdings
darauf hingewiesen, dass es ohne weiteres im Rahmen der Erfindung liegt,
auch gerade Schaufeln einzusetzen.
-
Die 8 zeigt
einen Schnitt durch eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Laufrades 7 mit
zwei übereinander
angeordneten Schaufelkränzen 8 und 9.
Innerhalb des oberen Schaufelkranzes 9 befindet sich im
Strömungsbereich
oberhalb der zentralen Laufradeintrittsöffnung 39 ein Abweisekegel 40 mit
leicht gewölbten
Seiten, der für
verbesserte Strömungsverhältnisse
mit weniger Wirbeln sorgt und damit einen besseren Abtransport von
Feststoffteilen in der transportierten Flüssigkeit bewirkt. Besonders
günstig
ist es, wenn die Wölbung
so ausgebildet ist, dass der Kegel im Übergangsbereich zur oberen
Abdeckung fließend
in die obere Abdeckung übergeht.
Es wird darauf hingewiesen, dass in einer einfacheren Ausführung auf
die Wölbung
des Abweisekegels verzichtet werden kann und ein geometrisch exakter
Kegel verwendbar ist, wobei dies allerdings ungünstigere Strömungsverhältnisse
bewirkt.
-
Eine
andere, auch zur Erfindung gehörende Variante
des Laufrades 7 ist in der 9 dargestellt. Hier
ist der obere Schaufelkranz 9 mit nach außen konisch
aufgeweiteten Begrenzungs- und Trennflächen 20 und 19 ausgestattet,
wobei die Schaufeln 12 schräg in den inneren Strömungsbereich
hineinreichen. Durch diese Anordnung der Schaufeln 12 wird einer
durchströmenden
Flüssigkeit
neben einer Auswärtskomponente
der Geschwindigkeit auch ein nach oben orientierte Geschwindigkeitskomponente mitgegeben,
die einen verbesserten Auswurf der Flüssigkeit aus dem Pumpengehäuse 4 ergibt. Gleichzeitig
wird ein Verstopfen durch eingeklemmte Festkörper zwischen den Schaufeln 12 und
Flächen 20 und 19 weitgehend
verhindert. Auch der unten angeordnete Schaufelkranz 8 weist
leicht auseinander laufende Flächen 19 und 20 auf,
die ebenfalls die Verstopfungsneigung reduzieren.
-
Es
wird ergänzend
darauf hingewiesen, dass es auch zum Rahmen der Erfindung gehört, wenn
die Schaufeln zusätzlich
oder ausschließlich
eine Krümmung
in axialer Richtung aufweisen, so dass eine Mischform zwischen einem
Radial-Laufrad und einem Axial-Laufrad, zumindest beim oberen Schaufelkranz,
entsteht. Allerdings erweisen sich derartige Laufräder bezüglich ihrer
Herstellung als relativ aufwendig.
-
Die 10 und 11 zeigen
den erfindungsgemäßen Korb 21,
in der 10 in einer 3D-Darstellung und
in der 11 in einer Bodenansicht.
-
In
der 10 sind gut die großzügig ausgestalteten seitlichen
Eintrittsöffnungen 24 mit
den darin integrierten Eingriffsmulden 31 erkennbar. Zentral ist
die Zugangsöffnung 23 gezeigt,
die über
ein vorgeschaltetes Gitter 25 verfügt und gegebenenfalls auf diese
Weise Schmutzpartikel gut abhalten kann.
-
In
der 11 ist in der Bodenansicht des Korbes 21 gut
erkennbar, wie durch die am Boden angesetzten Stege 27 Kanäle 28 gebildet
werden, die das Wasser zur zentralen Zugangsöffnung 23 führen.
-
Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung in Verbindung mit Rotationspumpen
verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
-
Zusammenfassend
wird also eine Rotationspumpe vorgestellt, die mit zumindest zwei
Schaufelkränzen
mit einer gemeinsamen, zentral angeordneten Laufradeintrittsöffnung ausgestattet
ist und eine Vorrichtung zur Einstellung des Abstandes des Laufrades
zur Aufstellfläche
der Pumpe besitzt. Hierdurch wird eine gute Flachabsaugleistung
mit gleichzeitig hoher Durchsatzleitung und der Fähigkeit
zur Förderung
von relativ großen
im geförderten
Fluid eingeschlossenen Festkörpern
erreicht.