DE295133C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAM

Die Schaltvorrichtung nach dem Hauptpatent besteht in einem Schaltkörper, der achsial verschiebbar in einem Zylinder angebracht ist. Der Schaltkörper ist für jede Pumpenstufe mit der der Stufenzahl entsprechenden Anzahl von Schaltquerschnitten versehen, die geeignete Stufen am Zylinder mit den Saug- und Druckstutzen der Stufen verbinden. Die Verwendung eines einheitlichen Zylinders zur Aufnahme des Schaltkörpers bietet hierbei den großen Vorteil, daß er in einfacher Weise mit dem Pumpengehäuse zusammengebaut werden kann, so daß die Schaltvorrichtung mit der mehrstufigen Kreiselpumpe eine

!5 einheitliche Maschine wird. Die. Herstellung der verschiedenen Schaltungen durch die achsiale Verschiebung des Schaltkörpers hat sich jedoch in einigen Fällen, in denen es auf geringe Raumbeanspruchung besonders ankam, deshalb als unzweckmäßig erwiesen, weil der Schaltkörper sehr lang wird. Nach der vorliegenden Erfindung soll daher die Anordnung so getroffen werden, daß der Schaltzylinder die verschiedenen Schaltungen der Pumpe durch eine Drehung ergibt anstatt durch Verschiebung in Achsenrichtung. Hierbei vertei-. len sich die Umsteuerungskanäle im Schaltkörper auf nur eine geringe Anzahl von Querschnitten, nämlich einer weniger, als Pumpenstufen vorhanden sind, während nach dem Hauptpatent für jede.dieser Pumpenstufen die Umsteuerungskanäle in einer der Stufenzahl entsprechenden Anzahl sich wiederholten. Dadurch sowie durch den Wegfall des Raumes, der für die achsiale Verschiebung notwendig ist, gelangt man zu einer erheblichen Verkürzung des Schaltkörpers. Der große Vorteil der Benutzung eines einheitlichen Schaltzylinders wird natürlich beibehalten. Ein weiterer Vorteil läßt sich in gewisser Hinsicht noch erzielen, wenn der Schaltkörper in so viele einzelne, um dieselbe Achse besonders drehbare Schaltkörper zerlegt wird, als Schaltquerschnitte notwendig sind. Es braucht dann jeder dieser einzelnen Schaltkörper nur eine ⁴S geringere Anzahl von Umsteuerungskanälen zu enthalten als sonst, und da jeder.Kanal einen bestimmten Mindestquerschnitt besitzen muß, um keine unzulässige Drosselung zu ergeben, so wird dadurch der gesamte Durch- messer des Schaltzylinders kleiner. Auch hier würde der einheitliche Zylinder selbstverständlich beibehalten werden.

In den beiliegenden Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen einer mehrstufigen, und zwar vierstufigen Kreiselpumpe mit der neuen Schaltvorrichtung !dargestellt: eine Ausführungsform mit einem einheitlichen, und eine zweite mit einzelnen Schaltkörpern. Die Fig. ι bis 4 zeigen die erste Ausführungsform, und zwar Fig. 1 im wagerechten Längsschnitt, und die Fig. 2 bis 4 einen Querschnitt durch

den Schaltzylinder in der Ebene I (Fig. i) je in einer der. drei Stellungen, die der Schaltkörper bei Parallelschaltung, bei Hintereinanderschaltung oder bei paarweiser Parallel- und Hintereinanderschaltung der vier Stufen der Kreiselpumpe einnimmt. Die Fig. 5 bis 8 stellen die zweite Ausführungsform einer derartigen Pumpe dar, bei der der Schaltkörper.in drei einzeln einstellbare Körper zerlegt ist.

Auch hier zeigt wieder Fig. 5 einen •wagerechten Querschnitt, während die Fig. 6 und 7 Querschnitte durch die Mittelebene eines der Schaltkörper darstellen, Fig. 6 auch den Querschnitt durch den eigentlichen Pumpenkörper,

^X5 der bei Fig. 7 weggelassen ist. Fig. 6 zeigt den Schaltkörper in derjenigen Lage, in der die betreffende Stufe in Parallelschaltung mit den anderen liegt, während Fig. 7 den Schaltkörper, in derjenigen Lage zeigt, die er bei Hintereinanderschaltung der betreffenden Stufe zur nächsten einnimmt. Fig. 8 ist eine Ansicht der Pumpe nebst Schaltkörper, Fig. 9 gibt eine Einzelheit. Fig. 10 ist eine schematische Darstellung der gegenseitigen Lage der Saug- und Druckkanäle im einheitlichen Schaltzylinder und im Pumpenkörper.

. Die Pumpe nach Fig. 1 besteht zunächst in dem Gehäuse 1, das mit vier in beliebiger Weise ausgebildeten Kreiseln 2 ausgerüstet ist. Neben diesem Gehäuse ist der Schaltzylinder 3 angebracht, in dem sich der Schaltkörper 4 befindet. Dieser Schaltkörper ist auf einer Achse 5 befestigt, die drehbar am Schaltzylinder 3 gelagert ist und mittels eines Schneckentriebes 6 von einem Handrad 7 aus verstellt werden kann.

Auf der Unterseite sowohl wie auf der Oberseite des Schaltzylinders 3 sind je ein über einen Teil der Länge desselben hin sich erstreckender Saugstutzen 8 imd Druckstutzen 9 angebracht. Beide sind, wie namentlich Fig. 8 erkennen läßt, um die Breite eines Pumpenkreisels gegeneinander versetzt. Der Saugstutzen reicht mit seiner Mündung — der Querschnitt der Einlaßöffnung 10 selbst ist, ebenso, wie derjenige der Auslaßöffnung 11 des Druckstutzens, unerheblich —· von dem vorderen, in Fig. 1 unten liegenden Ende des Schaltzylinders bis über die ersten drei Kreisel hinweg. Der Druckstutzen 9 wiederum erstreckt sich über die zweite, dritte und vierte Stufe. Jeder Kreisel ist mit einem Saugkanal 12 und einem Druckkanal 13 ausgestattet. Saug- und Druckkanäle liegen übereinander, die Saugkanäle 12 unten, die Druckkanäle 13 oben, aber gegeneinander versetzt. Im Querschnitt I (Fig. 1) liegt nur der Saugkanal 12 für die erste Druckstufe. Im Querschnitt II liegen übereinander der Druckkanal der ersten Saugstufe (oben) und der Saugkanal der zweiten Stufe (unten). Im Querschnitt III befindet sich der Druckkanal der zweiten Stufe (oben) und der Saugkanal der dritten Stufe (unten). Im Querschnitt IV weiter liegen übereinander der Druckkanal der dritten und der Saugkanal der vierten Stufe, und im Querschnitt V endlich liegt nur, und zwar oben, der Druckkanal der vierten Stufe.

Die Saug- und Druckkanäle 12 und 13 sind an Kanäle 12' und 13' angeschlossen, die in den Mündungen der am Schaltzylinder 3 befindlichen Saug- und Druckstutzen 8 und 9 durch Zwischenwände 14 gebildet sind. Die Anordnung ist noch genauer zu erkennen aus der schematischen Fig. 10. Hier bedeuten s, s, s, s die Mündungen des Saugstutzens, die ja grundsätzlich eine einzige Öffnung darstellen könnten, und d, d, d, d die Mündungen des Druckstutzens, s¹ bis sⁱ sind die Öffnungen der Saugkanäle für die einzelnen Stufen, d¹ bis d⁴· die Öffnungen der Druckkanäle derselben. Die Anordnung der Saug- und Druckkanäle in den Querschnitten oder Ebenen I bis V, die mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben war, ist auch hier deutlich zu erkennen.

Der im Schaltzylinder 3 untergebrachte, vom Handrad 7 aus verstellbare Schaltkörper 4 reicht über die Querschnitte II bis IV hinweg. In jedem dieser Querschnitte ist er am Um-. fang mit Kanälen versehen, die so ausgeführt sind, daß sie in den drei Stellungen, die der Schaltkörper einnehmen kann, die erforderlichen, den Schaltmöglichkeiten entsprechenden Verbindungen zwischen den einzelnen Saug- und Druckstutzen herstellen. Die Fig. 2 bis 4 zeigen, und zwar schematisch, den Schaltkörper mit vollen Linien und schraffiert dargestellt in einem Schnitt in der Ebene II. Dahinter erscheint, punktiert und andeutungsweise schraffiert, die Schnittfigur des Schaltkörpers in der Ebene III. Die Schnittfigur in der Ebene IV deckt sich genau mit derjenigen in der Ebene II. Hieraus ist ersichtlich, daß der Schaltkörper in den Ebenen II und IV mit drei Kanälen 15, 16 und 17 versehen ist, während er in der Ebene III mit vier Kanälen ausgerüstet ist. Zwei dieser Kanäle decken sich mit den Kanälen 15 und 16, die anderen beiden sind in den Fig. 2 bis 4 mit 18 und 19 bezeichnet. Der Querschnitt des Schaltkörpers bildet also in der Mittelebene III einen regelmäßigen vierzackigen Stern, während er in den Ebenen II und IV einen dreizackigen Stern mit einem schmalen und zwei breiten Zacken darstellt. Die Winkelbreite des schmalen Zackens — die der Winkelbreite sämtlicher vier Zacken im Querschnitt III gleichkommt — ist genau so groß wie die Breite der Trennungswand zwischen zwei benachbarten Kanälen, und die Oberfläche des Zackens ist gleich dem Querschnitt der Kanäle. Die Lage der Kanäle selbst ist so, daß sie bei entspre-

chender Stellung des Schaltzylinders stets je zwei benachbarte Kanäle miteinander verbinden können. Nach diesen Erfordernissen muß der Durchmesser des Schaltkörpers bzw. Schaltzylinders gewählt werden, wobei ein bestimmter Mindestdurchflußquerschnitt für die Kanäle anzunehmen ist.

Die Stellung des Schaltkörpers in Fig. 2 ist diejenige, in der sämtliche Pumpenstufen parallel geschaltet sind. Der Sargkanal s¹ der ersten Pumpenstufe ist dauernd mit dem Saugstutzen 8 verbunden, der Schaltkörper nimmt ja nur den Raum der Querschnitte II bis IV im Zylinder ein. Der Druckkanal d¹ der ersten Stufe aber liegt schon in der Ebene II, wird also durch den Schaltkörper gesteuert. Befindet sich -dieser in der Stellung der Fig. 2, so ist, wie ersichtlich, der Druckkanal der zweiten Stufe durch den Kanal 15 des Schaltkörpers unmittelbar mit dem Druckstutzen 9 verbunden, der unterhalb des Druckkanals der ersten Stufe liegende Saugkanal s² der zweiten Stufe aber steht durch den Kanal 16 des Schaltkörpers mit dem Saugstutzen 8 in Verbindung, so daß also auch der zweiten Stufe das Saugwasser direkt zuströmt.

Der Druckkanal d² der zweiten Stufe liegt, wie auch Fig. 10 zeigt, in der Ebene III, in der der Schaltkörper den Querschnitt des vierzackigen Sternes besitzt. Hier liegen die den Kanälen 15 und 16 entsprechenden Kanäle an identischer Stelle, wie Fig. 2 ohne weiteres erkennen läßt, und so sind also der Druckkanal der zweiten Stufe und der Saugkanal der

3.5 dritten Stufe wiederum unmittelbar mitDruckstutzen und Saugstutzen verbunden. Der Querschnitt des Schaltkörpers in der Ebene IV. ist, wie oben erläutert, identisch mit demjenigen in der Ebene II. Auch hier liegen also die Kanäle 15 und 16 so, daß der Druckkanal d^z der dritten Stufe am Druckstutzen 9, und der Saugkanal s⁴ der vierten Stufe am Saugstutzen 8 liegt. In Querschnitt V endlich besteht ein für allemal die Verbindung des Druckkanals <f⁴ der vierten Stufe mit dem Druckstutzen 9, ohne daß eine Steuerung durch den Schaltzylinder in Frage käme.

Wird der Schaltkörper in diejenige Lage gebracht, daß er sich mit der Ebene II in der Stellung der Fig. 3 befindet, so ist durch den Kanal 16 der Druckkanal der ersten Stufe mit dem Saugkanal der zweiten Stufe verbunden. Das Wasser fließt also von der ersten Stufe aus nicht, wie vorher, dem Druckstutzen zu, sondern der zweiten Stufe; Stufe I und II sind demgemäß hintereinander geschaltet. Dieselbe Verbindung zwischen dem Druckkanal der einen und dem Saugkanal der folgenden Stufe ist in Ebene III durch den dort befindlichen Teil des Schaltkörpers hergestellt, wie ebenfalls aus Fig. 3 ersichtlich, da bei der dort gezeichneten Lage des vierzackigen, der Ebene III entsprechenden Sternes hinter dem Kanal 16 des Schaltkörpers bei II ein entsprechender Kanal liegt, der s³ mit d² verbindet. Dasselbe ist auch der Fall für die Ebene IV, in der wiederum ein dem Kanal 16 entsprechender Kanal die Verbindung zwischen s* und d³ herstellt. Es sind demgemäß alle vier Stufen hintereinander geschaltet.

Die dritte Stellung endlich ist in Fig. 4 gezeichnet. Hier wird durch den Kanal 17 des Schaltkörpers bei II wieder die Hintereinanderschaltung der zweiten Stufe hinter die erste bewirkt. In der Stufe III aber steht der vierzackige Stern so, daß durch die Kanäle 18 und 19 der Druckkanal der zweiten Stufe mit dem Druckstutzen verbunden ist, und der Saugkanal der dritten Stufe mit dem Saugstutzen. In der Ebene IV stellt der Schaltkörper wieder die identische Verbindung her wie in der Ebene II. Es sind also einerseits die erste und zweite und andererseits die dritte und vierte Stufe hintereinander geschaltet, und beide Gruppen parallel miteinander.

Die Äusführungsform der Fig. 5 bis 8 unterscheidet sich von der vorbeschriebenen dadurch, daß zwar der einheitliche Schaltzylinder 3 beibehalten, anstatt eines einheitlichen ■Schaltkörpers 4 aber in den Ebenen II, III und IV drei einzelne Schaltkörper 20 untergebracht sind. Alle drei sitzen dicht nebeneinander frei drehbar auf einer Welle 21 und sind mit je einem Zahnbogen 22 versehen, mit dem je ein Schneckentrieb 23 in Eingriff steht. Diese Schneckentriebe sitzen auf Achsen 24, die durch eine Stopfbüchse 25 hindurch nach außen ragen und hier mit Handrädern 26 versehen sind. Mit Hilfe der Handräder können, wie ersichtlich, die drei Schaltkörper 20 einzein gedreht werden.

Der Vorteil dieser Anordnung gegenüber der erstbeschriebenen Ausführungsform liegt darin, daß jeder Schaltkörper nur zwei Kanäle 27, 28 zu erhalten braucht. Nimmt man für diese den gleichen Durchschnittsquerschnitt an wie in der Ausführungsform der Fig. 1 bis 4, so ergibt sich doch eine wesentliche Verkleinerung des Durchmessers des Schaltzylinders. Daß man durch entsprechende Ein- stellung der drei Schaltkörper die vier Pumpenstuf en in jede beliebige der drei vorerwähnten möglichen Schaltungen bringen kann, leuchtet ohne weiteres ein.

'Gegenüber dem Hauptpatent besitzen, wie schon eingangs bemerkt, beide, Ausführungen gleichmäßig den Fortschritt, daß die Schaltkörper eine weit einfachere Gestalt haben, und - daß der Raumbedarf für die achsiale Hin- und Herbewegung wegfällt, der Schaltzylinder daher kürzer wird. Bei beiden Ausführungsformen erfolgt für eine vierstufige Pumpenanord-

nung die Umschaltung nur in drei Querschnitten. Das wird erreicht durch die gegenseitige seitliche Verschiebung des Saug- und des Druckstutzens mit Zubehör um eine Pumpenstufe.

Zur Abdichtung der Umfangsflächen des Schaltkörpers gegen die Wandung des Schalt zylinders sind Labyrinthdichtungen 29 vorgesehen, ebenso an den aneinanderstoßenden Stirnflächen der einzelnen Schaltkörper 20 nach Fig. 5 bis 8 (vgl. Fig. 9).

Claims (3)

1. . Patent-Ansprüche:

   I. Schaltvorrichtung für Hintereinander- oder Parallelschaltung mehrstufiger Kreiselpumpen, -gebläse oder -verdichter nach Patent 275292, dadurch gekennzeichnet, daß der einheitlich ausgeführte Schaltkörper in einer Anzahl von Querschnitten, die um einen geringer ist als die Anzahl der Pumpenstufen, am Umfang mit Umlaufkanälen versehen ist, welche die Saug- und Druckkanäle der Pumpenstufen je nach Einstellung miteinander oder mit einem Saug- bzw. einem Druckstutzen verbinden, die am Schabzylinder angeordnet sind, und deren jeder von je einem Ende des Zylinders aus bis über die drei Schaltquerschnitte hinwegragt, nicht aber über Saugbzw. Druckkanal der sich hier anschließenden Pumpenstufe.
2. 2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß. .der Schaltkörper in drei einzelne, den drei Schaltquerschnitten entsprechende Schaltkörper zerlegt ist, die besonders einstellbar sind.
3. 3. Schaltkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Saug- und Druckkanal der einzelnen Pumpenstufen gegeneinander so versetzt angeordnet sind, daß je der Druckkanal einer Pumpenstufe in einer senkrechten Ebene (darüber oder darunter) mit dem Saugkanal der folgen-, den Pumpenstufe sich befindet.

   Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.