DE1703365A1

DE1703365A1 - Pumpe,insbesondere Bilge- oder Suempfpumpe

Info

Publication number: DE1703365A1
Application number: DE19681703365
Authority: DE
Inventors: Davenport William R; Davenport Elmer T
Original assignee: CROWELL DESIGNS Inc
Current assignee: CROWELL DESIGNS Inc
Priority date: 1967-05-23
Filing date: 1968-05-08
Publication date: 1972-03-09
Also published as: GB1175776A; US3408942A; DE1703365B2; DE1703365C3

Description

Kemp & Korn

Potentanwä Itβ

Köln-Lmdeciihal C 27 P 2 1703365

Stadtwaldgürtel 20-22

Anmelder: Crowell Designs, Inc.
2106 Bridge Avenue,
Point Pleasant, New Jersey, USA

Pumpe, insbesondere Bilge- oder Sumpfpumpe

Die Erfindung betrifft eine Pumpe und insbesondere eine Bilgepumpe zum Lenzen von Wasser aus der Bilge eines Bootes oder zum Abpumpen von Sümpfen»

■ Pumpen dieser Gattung sind im Betrieb ganz oder teilweise in die Flüssigkeit eingetaucht, welche verpumpt wird. Bekannte Pumpen haben deshalb luftdichte, glockenförmige , Gehäuse, welche Luft im Inneren halten. Wenn das Wasser in der Bilge steigt, wird der Druck der eingeschlossenen Luft größer, wodurch der Pegel begrenzt wird, auf welchen das Wasser im Gehäuse ansteigen kann. Auf diese Weise wird der im oberen Bereich des Gehäuses befestigte Pumpenmotor außer Berührung mit dem Wasser gehalten.

Die bekannten Pumpen für diesen Zweck weisen eine Reihe von Nachteilen, insbesondere in Hinblick auf die Unterhaltung

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'tnd mangelhafte Zuverlässigkeit auf, welche die vorliegende Erfindung überwindet.

Die Erfindung richtet sich mithin auf die Schaffung einer Bilgepumpe, bei welcher der Pumpenmotor von dem in die Flüssigkeit eingetauchten Teil der Pumpe sowohl durch ein eingeschlossenes Luftvolumen als auch eine mechanische Dichtung getrennt ist. Wenn daher ein Teil der eingeschlossenen Luft oder auch die gesamte eingeschlossene Luft z.B. durch unbeabsichtigtes Kippen der Pumpe entweicht, wird der Motor durch die mechanische Dichtung trockengehalten.

Die Erfindung richtet sich weiter auf die Schaffung einer Pumpe, bei welcher das Pumpengehäuse leicht von demjenigen Pumpenabschnitt abgehoben werden kann, welcher den Turbinenraum bildet, ohne dabei die Verankerung der Pumpe selbst lösen zu müssen, damit zu Reparatur- oder Austauschzwecken die Turbine und der Turbinenhohlraum leicht zugänglich sind.

Weiter richtet sich die Erfindung auf die Schaffung einer Pumpe, bei welcher die Durchführung, welche die Turbinenwelle durch den Pumpendeckel führt, dauernd von der verpumpten Flüssigkeit geschmiert wird, und zwar auch dann, wenn aus der Bilge alles Wasser entfernt wurde. Die Erfindung schafft mithin ein luftdichtes und im wesentlichen glockenförmiges Gehäuse zur Aufnahme eines Motors in seinem

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oberen geschlossenen Abschnitt, wobei die Motorwelle sich nach unten in Richtung auf das offene Ende des Gehäuses erstreckt. Ein Turbinenrad ist am unteren Ende der Motorwelle befestigt und ein Pumpengehäuse, in dessen Inneren das Turbinenrad läuft, ist im unteren offenen Ende des glockenförmigen Gehäuseteils angeordnet. Das Pumpengehäuse kann an der zur Verankerung der Pumpe dienenden Fläche befestigt werden, ist aber nicht fest mit dem glockenförmigen Gehäuseteil verbunden. Der Boden eines tassenförmigen Pumpengehäusedeckels sitzt auf dem Pumpengehäuse und schließt den Turbinenraum und die Wände des Gehäusedeckels sind mit dem glockenförmigen Gehäuseteil verbunden. Damit können das glockenförmige Gehäuseteil und der damit verbundene Pumpengehäusedeckel leicht vom eigentlichen Pumpengehäuse, in welchem das Turbinenrad läuft, abgenommen werden, um das Turbinenrad und den dieses im Betrieb aufnehmenden Raum freizulegen.

Zweckmäßig umgibt eine Führungs- oder Dichtungshülse denjenigen Teil der Motorwelle, der durch den Gehäusedeckel führt, und ein kleines Volumen der verpumpten Flüssigkeit wird nach oben zwischen der Dichtung und der Welle hindurchgedrückt, um diese Durchführung zu schmieren. Die Flüssigkeit füllt teilweise den tassenförmigen Deckel und läuft dann durch Bohrungen in den Seitenwänden des tassenförmigen Deckelteils zurück in die Bilge. Nach Beendigung eines Pumpvorgangs bleibt

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eine kleine Menge Flüssigkeit in dem tassenförmigen Deckel zurück und dient der weiteren Schmierung der Durchführungsstelle der Welle durch den Deckel, wenn die Pumpe weiterläuft. Wenn der 'Pumpendeckel aus einem geeigneten Material hergestellt wird und die Bohrung, durch welche die Motorwelle führt, solche Abmessungen hat, daß die Welle nahezu dicht durch die Bohrung führt, dann kann die Dichtungshülse fortgelassen werden.

Unterhalb des Motors und oberhalb des Gehäusedeckels ist eine Halteplatte für den Motor befestigt. Diese Platte weist mechanische, flüssigkeitsdichte Dichtungen auf und zwar zunächst eine Dichtung, welche den durch die Tragplatte führenden Teil der Motorwelle umgibt. Die Platte bildet damit eine flüssigkeitsdichte Trennung zwischen dem Motorraum im glockenförmigen Gehäuseteil und den anderen Bauteilen der.Pumpe. Keinerlei Flüssigkeit berührt die mechanischen Dichtungen, nicht einmal Flüssigkeit mit Ausgangsdruck bei normalem Pumpenbetrieb. Auf diese Weise haben die mechanischen Dichtungen eine lange Standzeit,und können jederzeit die Aufgabe erfüllen, Flüssigkeit vom Motorraum fernzuhalten, wenn die im glockenförmigen Gehäuseteil eingeschlossene Luft einmal entweichen sollte.

Zu den Merkmalen der Erfindung gehört die Art und Weise, in welcher die Zuführungskabel fUr den Elektromotor durch das glockenförmige Gehäuseteil hindurchgeführt werden,

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wobei diese Durchführung so ausgebildet ist, daß auch sie jederzeit luftdicht ist, um die Gesamtglocke luftdicht zu halten. Es hat sich gezeigt, daß bei Durchführung isolierter Drähte durch Bohrungen im Gehäuse und nachfolgendem Verschließen der öffnungen trotzdem Luft entweichen kann, und zwar durch den Zwischenraum zwischen dem Draht und seiner Isolierung. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist derjenige Abschnitt des Drahtes, der durch die Bohrung im glocken- ™

förmigen Gehäuseteil führt, abisoliert und die Bohrung wird anschließend mit einem geeigneten Material z.B. einem Epoxy-Harz verschlossen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Vertikal-Längsschnitt durch das Ausführung- f beispiel gesehen in Richtung des Pumpenauslässes;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. J5 einen Horizontalschnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 2; und

Fig. 4 einen Horizontalschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2.

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In der folgenden Beschreibung wird die beschriebene Pumpe stets als Bilgepumpe bezeichnet und der freizupumpende Raum wird als Bilge bezeichnet; die verpumpte Flüssigkeit 1st Wasser. Es wird aber darauf hingewiesen, daß die Pumpe auch in anderen entsprechenden technischen Anwendungsgebieten verwendet werden kann und nicht auf die Verwendung als Bilgepumpe beschränkt ist; selbstverständlich kann auch eine P andere Flüssigkeit als Wasser verpumpt werden.

Die dargestellte Pumpe weist ein glockenförmiges Gehäuse 10 auf, dessen Ober- und Seitenwände ein luftdichtes, glockenförmiges Bauteil bilden, dessen Boden offen ist. Am unteren Ende der Seitenwand des glockenförmigen Gehäuseteils sind Befestigungsfüße 11 (siehe Fig. 1 und 4) angebracht, die radial von dem Teil abstehen und dazu dienen, das glockenförmige Gehäuseteil an der Befestigungsk fläche für die ganze Pumpe z.B. in der Bilge eines Bootes zu befestigen. Im oberen Abschnitt des glockenförmigen Gehäuseteils ist ein Elektromotor 12 angeordnet, dessen Welle 13 nach unten in Richtung auf das offene Ende des glockenförmigen Gehäuseteils weist. Ein Turbinenrad 14 ist am unteren Ende der Motorwelle 15 mittels einer Schraube 15 befestigt.

Im unteren, offenen Ende des glockenförmigen Gehäuseteils 10 ist ein Pumpengehäuse 16 angeordnet, dessen Boden mit

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17 und dessen Seitenwände mit 18 bezeichnet sind. Das Pumpengehäuse bildet denjenigen Hohlraum, in welchem das Turbinenrad 14 angeordnet ist und arbeitet. Die Bodenwand 14 weist eine Einlaßöffnung 21 auf, durch welche das Wasser in den Turbinenraum eintritt und die Seitenwand 18 ist mit einem tangential angeordneten Auslaßstutzen 22 versehen, durch welchen das verpumpte Wasser den Turbinenraum verläßt. Ein Schlauch 2j5 kann an dem Stutzen 22 befestigt sein. Das Pumpengehäuse 16 weist Beine 24 auf, welche die Bodenwand 17 mit Abstand vom Bilgeboden halten und mit denen das Pumpengehäuse am Bilgeboden befestigt werden kann z.B. mit Hilfe der bei 25 gezeigten Schraube.

An jedem Bein 24 ist ein nach oben ragender Lappen 26 vorgesehen, der einen nach außen weisenden, abgerundeten Vorsprung aufweist, welcher seinerseits in eine entsprechende Ausnehmung an der Innenfläche der Seitenwand des glockenförmigen Gehäuses schnappen kann. Die Lappen 26 unterstützen das Aufsetzen des glockenförmigen Gehäuseteils

* ■
auf das Pumpengehäuse 16, bilden aber keine feste Verbindung zwischen beiden Teilen, da das Glockengehäuse leicht vom Pumpengehäuse abgezogen werden kann, in welchem Falle die Lappen bzw. deren Fortsätze außer Eingriff mit den entsprechenden Ausnehmungen im glockenförmigen Gehäuseteil kommen (siehe Fig. 2 links unten)..

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Am unteren Ende ist die Seitenwand des glockenförmigen Gehäuses mit einem vergrößerten Schlitz 27 ausgebildet, welcher über den Stutzen 22 geschoben werden kann und es sind an diesem unteren Ende oder Rand des glockenförmigen Teils eine Anzahl weiterer schmalerer Schlitze 28 ausgebildet, durch welche das Wasser aus der Bilge zum Pumpeneinlaß 21 fließt.

Auf der Oberkante der Seitenwand l8 (des Pumpengehäuses) sitzt ein tassenförmig gestalteter Gehäusedeckel, dessen Boden 31 als obere Wand des Turbinenrad-Gehäuses dient. Eine Ringdichtung 32 macht die Verbindung zwischen den Wänden 18 und 31 wasserdicht. Die Seitenwände 33 des tassenförmigen Deckels ragen nach oben und enden oben in einem nach außen weisenden Flansch 3^> über welchen der Deckel mit dem Gehäuse IO durch Bolzen 35 verbunden ist. Die Wände 33 weisen zwei Öffnungen 36 auf, deren Unterkanten jeweils mit Abstand über dem Boden 31 des Deckels angeordnet sind.

Die Bolzen 35 haltern auch eine Tragplatte 37 für den Motor 12 am glockenförmigen Gehäuseteil 10. In die obere Fläche der Tragplatte ist eine Ringnut zur Aufnahme eines Dichtungsrings 38 eingearbeitet, wodurch eine wasserdichte Verbindung zwischen der Platte 37 und dem glockenförmigen Gehäuseteil 10 entsteht. Der Motor liegt nicht unmittelbar auf der Platte 37 auf, sondern vielmehr gegen einen 0~Ring 39» der zwischen dem Motor, dem glockenförmigen Gehäuseteil und der Tragplatte

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eingekeilt ist. Der O-Ring 39 dient dabei weniger als Dichtung als vielmehr als elastische und damit schockabsorbierende Halterung. Die Motorwelle 13 ragt nach unten durch eine mittige Bohrung in der Platte 37, welche von einem Ringflansch 42 umgeben ist. Innerhalb des Ringflansches 42 ist eine Dichtung 43 angeordnet, welche eine wasserdichte Durchführung für die Welle 13 bildet.

Die Motorwelle 13 führt weiter durch eine mittige Bohrung im Boden 31 des Gehäusedeckels, welche Bohrung mit einem Lager 44 zur Aufnahme der vom Turbinenrad ausgeübten Kräfte dient. Das Lager paßt relativ eng um die Welle 13 und begrenzt damit sehr stark diejenige Wassermenge, welche bei Drehung der Welle 13 an dieser entlang nach oben durch das Lager gelangt. Jedenfalls ist aber die Passung des Lagers um die Welle so weit, daß ein wenig Wasser zwischen Welle und Lager fließen kann.

Die obere Wand des glockenförmigen Gehäuseteils 12 ist mit einer Öffnung versehen, die ihrerseits von einem niedrigen Plansch 45 umgeben ist. Die zur Zuführung von Strom zum Motor 12 dienenden Leiter weisen in demjenigen Bereich, in dem sie durch die Bohrung im glockenförmigen Gehäuseteil führen, keine Isolierhülle 47 auf, und die Bohrung und der Raum innerhalb des Flansches 45 sind mit einem geeigneten Kunststoffmaterial, z.B. Epoxy-Harz gefüllt. ·

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Da das Kunststoffmaterial eine feste Verbindung sowohl mit dem Gehäuse IO als auch mit den abisolierten Drähten 46 eingeht, ist die Durchführung des Leiters absolut luftdicht.

Im Betrieb wird das Turbinenrad 14 über die Motorwelle angetrieben und Wasser aus der Bilge tritt in den Einlaß 21 ein und wird über den Stutzen 22 und den Schlauch 23 abgegeben. Wegen der Platte 48 am oberen Ende der Turbinenradschaufeln besteht am unteren Ende des Lagers 44 der Ausgangsdruck. Dadurch läuft (wenig) Wasser zwischen das Lager 44 und die Welle 13 zur Schmierung. Wasser sammelt sich dadurch über dem Boden 31 in dem tassenförmigen Deckel, erreicht dann den Pegel (der Unterkanten) der öffnung 36 und fließt dann zurück in die Bilge. Im normalen Betrieb kommt also niemals Wasser an die mechanische Dichtung 43· Diese Dichtung bleibt infolgedessen trocken und frei von solchem Schmutz, der sich üblicherweise im Bilgewasser befindet. Wenn die Bilge trocken ist, kann die Pumpe abgeschaltet werden. Wenn aber unbeabsichtigt die Pumpe weiterläuft, dann läuft das über dem Boden 3I immer noch stehende Wasser sehr langsam zwischen der Welle 13 und dem Lager ab und hält auf diese Weise die Schmierwirkung aufrecht.

Wenn das Turbinenrad zugänglich gemacht werden soll, wird das glockenförmige Gehäuseteil 10 einfach nach oben gezogen, wobei dieses Teil 10, der Motor 12, die Welle 13, das

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Turbinenrad 14, die Tragplatte 37 und das tassenförmige Teil 31 als Einheit abgezogen werden. Das Pumpengehäuse 16 bleibt am Boden der Bilge befestigt. Da der Deckel 31 mitabgezogen wurde, ist also der Turbinenraum zugänglich. Weiter ist das Turbinenrad 14 selbst an der Unterfläche des Bodens 31 gut zugänglich.

Wenn im Betrieb der Pumpe das Gehäuse unbeabsichtigt umgedreht wird, wodurch alle eingeschlossene Luft austreten kann, ist eine Beschädigung des Motors 12 wegen der mechanischen Abdichtung bestehend aus Platte 37 und den Dichtungen 38 und 43 nicht möglich.

Patentansprüche

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Pumpe-, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) ein glockenförmiges Gehäuse ist oben und seitlich geschlossen und unten offen;

b) im oberen Abschnitt dieses glockenförmigen Gehäuses ist ein Pumpenmotor angeordnet, dessen Welle sich nach unten in Richtung auf die öffnung des glockenförmigen Gehäuses erstreckt;

c) am unteren Ende der Motorwelle ist ein Turbinenrad befestigt;

d) ein Pumpengehäuse, welches an der Verankerungsfläche für - die ganze Pumpe befestigt werden kann, ist - ohne mit diesem fest verbunden zu sein - innerhalb des glockenförmigen Gehäuseteils angeordnet und weist einen Boden sowie ,Seitenwände auf, welche den Arbeitsraum für das Turbinenrad bilden, sowie Einlaß- und Auslaßöffnungen für den Turbinenraum;

e) auf der Oberkante der Seitenwände des Pumpengehäuses ist ein Deckel dicht befestigt, welcher die obere Begrenzung des Pumpengehäuses bildet und durch welchen die Motorwelle (durch eine Bohrung) führt;

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f) der Deckel ist derart mit dem glockenförmigen Gehäuseteil verbunden* daß das glockenförmige Gehäuseteil und der Deckel als Einheit vom Pumpengehäuse abgenommen werden können, um das Turbinenrad und den Raum, in welchem das Turbinenrad läuft, zugänglich zu machen.

2. Pumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet

durch eine Lagerhülse in der Durchführungsöffnung des (|

Deckels für die Welle, welche eng aber frei drehbar durch die Lagerhülse führt, derart, daß ein kleiner Teil der verpumpten Flüssigkeit zwischen Welle und Lager nach oben transportiert wird, um das Lager zu schmieren.

3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

ζ e i c h η e t , daß zur Verbindung des glockenförmigen Gehäuseteils mit dem Pumpendeckel an dem Pumpendeckel eine nach oben gerichtete Wand ausgebildet ist, an welcher Be- _ä festigungsmittel angreifen, die mit dem glockenförmigen Gehäuse verbunden sind.

¹I, Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Deckel und die von diesem hochstehenden Seitenwände in Form eines einstückigen, tassenförmigen Teils ausgebildet sind.

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5. Pumpe nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Öffnung in der Wand des Pumpendeckels, durch welche die Flüssigkeit aus dem tassenförmigen Teil herausfließen kann, die zwischen dem Lager im Pumpendeckel und der Welle nach oben gefördert wurde.

6. Pumpe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Lagerhülse_x im Pumpendeckel zur Durchführung und Lagerung der Motorwelle derart, daß ein kleines Flüssigkeitsvolumen der verpumpten Flüssigkeit nach oben zwischen Welle und Lager hindurch in das tassenförmige Teil gepumpt wird, wobei die Öffnung in der Seitenwand des tassenförmigen Teils mit Abstand über dem Boden des tassenförmigen Teils angeordnet ist, so daß ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen in dem tassenförmigen Teil stehenbleibt und auch dann noch die Schmierung des Lagers übernehmen kann, wenn das Turbinenrad trockenläuft.

7. Pumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Halteplatte für den Motor, welche im glocken-» förmigen Gehäuseteil dicht unterhalb des Motors und über dem Pumpendeckel angeordnet ist, wobei eine Bohrung in der Halteplatte zur Durchführung der Motorwelle ausgebildet und eine "flüssigkeitsdichte Durchführung zwischen der Bohrung und der Welle angeordnet ist.

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8. Pumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine öffnung im glockenförmigen Gehäuseteil zur Durchführung der elektrischen Kabel zur Speisung des Motors, wobei diejenigen Abschnitte der Kabel, welche durch die öffnung im Gehäuse führen, abisoliert sind und ein - zweckmäßig eingegossener - Stopfen aus Kunststoff in der öffnung angeordnet ist, welcher die abisolierten Leiterstücke luftdicht umgibt. A

9. Pumpe gekennzeichnet durch folgende Merkmaler

a) ein unten offenes glockenförmiges Gehäuseteil bildet einen luftdichten Hohlraumj

b) im oberen Abschnitt des glockenförmigen Gehäuseteils ist ein Antriebsmotor angeordnet, dessen Welle sich nach unten in Richtung auf die öffnung erstreckt;

c) am unteren Ende der Motorwelle ist ein Turbinenrad

befestigt; ^

d) in der öffnung des glockenförmigen Gehäuses ist ein Hohlraum ausgebildet, der das Turbinenrad aufnimmt;

e) eine Halteplatte für den Motor ist unterhalb des Motors und oberhalb des Raumes, in welchem das Turbinenrad läuft, flüssigkeitsdicht mit dem glockenförmigen Gehäuseteil verbunden und die Platte weist eine Bohrung zur Durchführung der Motorwelle auf;

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f) die Bohrung in der Platte weist eine flUssigkeitsdichte Durchführung für die Welle auf, wodurch der Motor von der verpumpten Flüssigkeit sowohl durch die im Gehäuse eingeschlossene Luft als auch die flUssigkeitsdichte Durchführung zwischen Platte und Welle getrennt ist.

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