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Kreiselpumpe
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe des bekannten Typs, bei der durch besondere Ausbildung der Stopfbüchse eine betriebssichere Arbeitsweise auch bei Förderung aggressivster Medien ermöglicht wird. Sie weist dabei gegenüber den hinsichtlich Betriebssicherheit vergleichbaren vertikalen Eintauchpumpen eine kurze gedrungene Bauart auf und ermöglicht einen besonders geringen Bauaufwand.
Es sind Säurepumpen bekannt, die ohne Abdichtung der Wellendurchführung durch Verwendung des sogenannten Spaltrohr-Motors als dichtungslose Pumpen in den Handel gebracht werden. Diese Pumpen haben den Nachteil eines schlechten Motor-Wirkungsgrades, der durch das zwischen Stator und Rotor gelagerte Spaltrohr bedingt ist.
Bei andern Pumpenausführungen wird das Problem der säuredichten Wellendurchführung mit einer im Bereich der Stopfbüchse konisch ausgeführten und axial verschiebbaren Welle gelöst. Bei Stillstand der Pumpe wird die Welle, beispielsweise durch Federkraft, derart verschoben, dass sich der Konus in die Packungsringe hineindrückt und somit einen propfenartigen Verschluss bildet (Wellenspaltventil). Nach Inbetriebsetzen und Erreichen der vollen Drehzahl ziehen Fliehgewichte die Welle in die entgegengesetzte Richtung, wodurch die mechanische Stopfbüchsendichtung entlastet und unwirksam wird. Anstatt dessen tritt eine hydraulische Abdichtung in Funktion, die in ebenfalls bekannter Weise durch einen Hilfskreisel erreicht wird.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die axiale Bewegung der Welle auch durch Verwendung eines Verschiebe-Anker-Elektro-Motors erzwungen werden kann.
Diese Pumpen bedingen naturgemäss einen erhöhten Bauaufwand. Ausserdem kann die Betriebssicherheit dadurch in Frage gestellt sein, dass beispielsweise durch eine verschlissene Kupplung oder durch Fremdkörper in der Pumpe oder Korrosion einzelner Pumpenteile die erforderliche leichte axiale Ver- schiebbarkeit der Welle unterbunden wird.
Eine weitere Säurepumpe ist in der Ausführung als sogenannte Eintauchpumpe bekannt geworden. Das Besondere dieser Bau-. art besteht darin, dass die gesamte Pumpe in einen geschlossenen Behälter eingebracht und mit dem Behälterdeckel gasdicht verschraubt wird, in der Weise, dass lediglich der Antriebsmotor mit der Kupplung ausserhalb des Behälters angeordnet ist. Die Abdichtung der Wellendurchführung wird bei dieser Ausführung auf folgende Weise erreicht : Die Stopfbüchse besteht aus zwei hintereinanderliegenden Dichtungs-Elementen. Die der Pumpe zugekehrte Dichtung ist lediglich eine Lagerbüchse, der sowohl die Funktion einer Drosselstrecke oder Labyrinth-Dichtung, als auch die der Wellenlagerung übertragen ist.
Die durch diese Drosselstrecke sickernde Flüssigkeit fliesst in den Behälter bzw. in den Saugmund des Kreiselrades zurück. Das zweite nachgeschaltete Dichtungs-Element wird daher lediglich mit dem über dem Flüssigkeitsspiegel im Behälterinnern herrschenden Gasdruck beaufschlagt, der im allgemeinen nicht viel verschieden von dem ausserhalb des Behälters herrschenden atmosphärischen Druck ist.
Diese Pumpe bedingt einen hohen Materialaufwand wegen ihrer bis auf den Behälterboden reichenden Länge. Insbesondere bei teuren säurebeständigen Werkstoff-Legierungen ergeben sich unverhältnismässig hohe Anschaffungskosten. Hinzu kommt noch der Nachteil, dass eine derart lange Pumpe besonders transportgefährdet ist und die Beschädigung einzelner Pumpenteile, besonders wenn es sich um schlagempfindlichen Werkstoff (wie z. B. Silicium-Guss) handelt, häufig unausbleiblich ist.
Der Erfindungsgedanke besteht darin, die zuletzt beschriebene Art der Säurepumpe, die in dem das zu fördernde Medium enthaltenden Behälter eingebaut ist, als selbstansaugende Kreiselpumpe auszubilden und oberhalb des Flüssigkeitsspiegels anzuordnen mit einer im
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wesentlichen gleichen Abdichtung, wie sie für Tauchpumpen im vorhergehenden beschrieben ist. Das die Welle tragende Lager wirkt also gleichzeitig als Drosselstrecke, und die sich im Raum oberhalb dieser Drosselstrecke sammelnde Leckflüssigkeit kann durch eine Gehäusebohrung direkt in den Behälter zurückfliessen. Das nachgeschaltete Dichtungselement, beispielsweise eine einfache Stopfbüchse, hat dann lediglich den im Behälter herrschenden Innendruck gegen die Atmosphäre abzudichten.
Die erwähnten Nachteile der bekannten Behälter-Tauchpumpen, nämlich die kostspielige und aufwendige Bauart und die dadurch bedingte Anfälligkeit gegen Beschädigungen, werden durch die erfindungsgemässe Ausführung weitgehendst vermieden.
Ausserdem besteht die Möglichkeit, dass die Rückführung des Leckwassers der Drosselstrecke aus dem dafür vorgesehenen Sammelraum in den Behälter mittels einer Schlange oder eines U-Rohres vorgenommen wird. In diesem U-Rohr bzw. in dieser Schlange bildet sich ein Flüssigkeitspfropfen, der den Raum, in welchem sich das Leckwasser der Drosselstrecke sammelt, vom Behälter abschliesst.
Bei einer allfälligen Explosion, die zunächst im Sammelraum des Leckwassers auftreten würde, bedeutet diese Massnahme einen guten Explosionsschutz für den Behälterraum.
Es ist ohne weiteres einleuchtend, dass sich die Pumpe infolge ihrer Selbstansaugfähigkeit in jeden Behälter unabhängig insbesondere von seiner Höhe einbauen lässt. Die Länge der Pumpe wird lediglich durch die Anzahl der Stufen bestimmt, und die Anpassung der Pumpe an die Höhe des Behälters geschieht durch Verwendung eines entsprechend langen Saugrohres. Darüber hinaus fallen die bei der Beschreibung der bekannten Eintauchpumpe angeführten Mängel, wie grosser Materialaufwand und Transportgefährdung, fort.
Die erfindungsgemässe Pumpe ist in der Zeichnung beispielsweise durch zwei Längsschnitte erläutert.
In den Behälter 1 (Fig. 1) ist die vertikale Pumpe eingebracht und mit ihrem Flansch 2 auf den offenen Rand des Behälters aufgesetzt. Der Raum 3 der Pumpe ist flüssigkeitsgefüllt, so dass die selbstansaugende Seitenkanalpumpe mit ihrem Seitenkanal 4 und Flügelrad 5 das Saugrohr 6 entlüftet, den Flüssigkeitsspiegel anhebt und nach beendeter Entlüftung die Flüssigkeit durch den Raum 7 in den Druckstutzen 8 fördert.
Die Büchsen 9 und 10 bilden die Lagerung für die Welle, wobei die Büchse 10 gleichzeitig als Drosselstrecke oder Labyrinthdichtung für den entlang der Welle aus der Pumpe austretenden Leckflüssigkeitsstrom wirksam ist. Dieser Flüssigkeitsstrom tritt aus der Bohrung 11 aus und fliesst in den Behälter zurück. Die Stopfbüchse 12 ist dadurch von der Aufgabe, den Säuredurchtritt aus dem Behälter nach aussen zu verhindern, befreit und soll nur bewirken, dass keine Säuredämpfe in die den Behälter umgebende Atmosphäre dringen.
Die nach Fig. 1 ausgeführte Pumpe kann je nachdem, welche Förderhöhe von der Pumpe verlangt wird, auch mehrstufig ausgeführt werden. So zeigt Fig. 2 z. B. eine dreistufige Pumpe. Allen Ausführungen sind die wesentlichen Einzelteile der in Fig. 1 dargestellten Pumpe gemein, so dass lediglich durch zusätzliche Verwendung der weiteren erforderlichen Pumpenstufen die Anpassung der Grundtype nach Fig. 1 an eine grosse Anzahl von Betriebsbedingungen möglich wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kreiselpumpe, die im Innern eines das zu fördernde Medium enthaltenden Behälters an diesen unmittelbar anmontiert ist und bei der mindestens eine Lagerbüchse gleichzeitig als Drosselstrecke oder Labyrinthdichtung dient, deren Leckflüssigkeit direkt in den Behälter zurückfliesst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kreiselpumpe der selbstansaugenden Art verwendet und oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Behälter angeordnet wird.