-
Pumpenanlage mit einer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneten
Kreiselpumpe Die Erfindung betrifft eine Pumpenanlage mit einer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
angeordneten Kreiselpumpe. Beim Anlaufen der Pumpenanlage nach einem Stillstand
muß bekanntlich der Hohlraum der Kreiselpumpe und deren Ansaugleitung zunächst mit
Förderflüssigkeit gefüllt werden, damit die Kreiselpumpe ordnungsgemäß arbeiten
kann. Dazu bedient man sich vielfach eines besonderen, mit dem Einlaßstutzen der
Pumpensaugleitung verbundenen Flüssigkeitshebers, der abstellbar mit Druckluft oder
einem ähnlichen gasförmigen Medium zu betreiben ist. Die bekannten Flüssigkeitsheber
einschließlich ihrer Hilfseinrichtungen sind jedoch entweder von verwickelter und
daher störungsanfälliger Bauart oder aber nicht betriebssicher genug, um ein vollständiges
Füllen des Hohlraumes der Kreiselpumpe und deren Ansaugleitung in jedem Fall zu
gewährleisten.
-
Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile der bekannten Anlagen mit
einer oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneten Kreiselpumpe und einem mit
dem Einlaßstutzen der Pumpensaugleitung verbundenen Flüssigkeitsheber, der mit Druckluft
oder einem ähnlichen gasförmigen Medium abstellbar zu betreiben ist, in einfacher
Weise zu beheben. Erfindungsgemäß dient als Flüssigkeitsheber ein den Einlaßstutzen
der Pumpensaugleitung allseitig umgebender geschlossener Vorsatzkasten. DieserVorsatzkasten
ist mit einem Rückschlagventil ausgerüstet und durch eine an seine Kopffläche angeschlossene
Druckleitung mit einer abschaltbaren Druckluftquelle verbunden. Er hat nach einem
weiteren Erfindungsmerkmal ein größeres Fassungsvermögen, als der mit Förderflüssigkeit
zu füllende- Hohlraum der Kreiselpumpe und der Ansaugleitung ausmacht.
-
Bei Stillstand der erfindungsgemäßen Pumpenanlage füllt sich der Vorsatzkasten
vollständig mit der durch das Rückschlagventil einströmenden Förderflüssigkeit.
Die Förderflüssigkeit steigt auch in der Pumpenansaugleitung bis zur Höhe des äußeren
Flüssigkeitsspiegels hoch, wobei man ihr Eindringen in die an den Vorsatzkasten
angeschlossene Druckleitung gegebenenfalls durch Anordnung eines Rückschlag-Ventils
all der Anschlußstelle dieser Leitung am Vorsatzkasten unterbinden kann. Nach Anschalten
der Druckluftquelle, z. B. durch Anlassen eines Kompressors, der auf der Welle der
Kreiselpumpe sitzt. strömt Druckluft in den Vorsatzkasten ein. Der nunmehr im Kasten
herrschende Überdruck schließt einerseits das zum Einströmen der Förderflüssigkeit
dienende Rückschlagventil und drückt andererseits die im Vorsatzkasten befindliche
Förderflüssigkeit durch die Ansaugleitung in den Hohlraum der Kreiselpumpe. Sowie
die Kreiselpumpe gefüllt ist und zu arbeiten beginnt, wird die Druckluftquelle des
Vorsatzkastens selbsttätig abgeschaltet. Dadurch öffnet sich das vorerwähnte Rückschlagventil
wieder selbsttätig, und es kann laufend Förderflüssigkeit in den Vorsatzkasten nachströmen.
Das selbsttätige Abschalten der Druckluftquelle wird zweckmäßig mit Hilfe eines
Steuergliedes bewirkt, z. B. mittels einer Membran, die an die Druckleitung der
Kreiselpumpe angeschlossen ist.
-
Da der Vorsatzkasten erfindungsgemäß ein größeres Fassungsvermögen
haben soll, als der mit Förderflüssigkeit zu füllende Hohlraum der 'Kreiselpumpe
und der Ansaugleitung ausmacht, bleibt hoch' ein genügend großer Flüssigkeitsrest
im - Vorsatzkasten, wenn die Kreiselpumpe vollständig mit Förderflüssigkeit gefüllt
ist. Dadurch wird gewährleistet, daß der nach unten offene Einlaßstutzen der Pumpenansaugleitung
auch nach dem teilweisen Entleeren des Vorsatzkastens mit Hilfe der vorerwähnten
Druckluftquelle noch in Flüssigkeit taucht.
-
Verwendet man als Druckluftquelle einen auf der Antriebswelle der
Kreiselpumpe sitzenden Rotationskompressor, so kann dieser in an sich bekannter
Weise mit Hilfe einer mit der Druckleitung der Pumpe in Verbindung stehenden Steuermembran
od. dgl. selbstt ätig abgeschaltet bzw. auf Leerlauf gebracht werden, wenn die Kreiselpumpe
Flüssigkeit fördert. Wenn ferner das Ansaugvermögen der Kreiselpumpe nicht ausreicht,
um laufend Flüssigkeit aus dem Vorsatzkasten zu fördern, kann in gleichfalls an
sich bekannter Weise eine an die Druckseite der Kreiselpumpe angeschlossene, von
Förderflüssigkeit durchströmte Druckleitung vorgesehen sein; die"-innerhalb des
Vorsatzkastens in den Einlaßstutzen der Punipensaüg-Leitung einmündet.
Die
Zeichnung zeigt in Fig. 1 und 2 in vereinfachter Darstellungsweise je ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Pumpenanlage.
-
Eine mit 1 bezeichnete Kreiselpumpe, auf deren Welle ein Drucklufterzeuger
2 sitzt, wird von einem Elektromotor 3 aus angetrieben. Eine zu der Kreiselpumpe
1 führende Ansaugleitung 4 für die hochzupumpende Flüssigkeit reicht bis weit unter
den äußeren Flüssigkeitsspiegel. Unterhalb dieses Flüssigkeitsspiegels befindet
sich ein den Einlaßs,tutzen der Ansaugleitung 4 allseitig umgebender geschlossener
Vorsatzkasten 5, der als Flüssigkeitsheber dient. Der mit einem Rückschlagventil
6 ausgerüstete Vorsatzkasten 5 hat ein Fassungsvermögen für die hochzupumpende Flüssigkeit,
das größer ist, als der mit dieser Flüssigkeit zu füllende Hohlraum der Kreiselpumpe
1 und der Pumpensaugleitung ausmacht.
-
Das Rückschlagventil 6 des Vorsatzkastens 5 steht normalerweise, nämlich
infolge des Druckes der außerhalb des Vorsatzkastens befindlichen, über ihm liegenden
Flüssigkeitssäule offen und schließt nur selbsttätig, wenn in dem Vorsatzkasten.
ein höherer Innendruck erzeugt wird. Eine an die Kopffläche des Vorsatzkastens 5
angeschlossene Druckleitung 7 führt zu dem Drucklufterzeuger 2.
-
Der Drucklufterzewger 2 ist vorzugsweise als ein Rotationskompressor
bewährter Konstruktion nach dem deutschen Patent 896 458 des Erfinders ausgebildet.
Er weist ein Steuerglied in Gestalt einer Membran 8 auf, die über eine Leitung 9
mit dem Druckstutzen der Kreiselpumpe 1 in Verbindung steht. Wenn die Kreiselpumpe
1 die hochzupumpende Flüssigkeit durch den Stutzen drückt, wird das Steuerglied
8 in der Weise selbsttätig verstellt, daß es den Rotationskompressor ausschaltet
bzw. in die Nu:lleistungsstellung schiebt, wie das vorerwähnte deutsche Patent 896
458 im einzelnen beschreibt. Der Rotationskompressor kann vorzugsweise in dem Ölraum
des Lagerbocks der Kreiselpumpe 1 eingebaut sein.
-
Bei Stillstand der vorbeschriebenen Pumpenanlage läuft die noch in
der Kreiselpumpe 1 befindliche Förderflüssigkeit durch die Leitung 4 nach unten
ab, bis sich in dieser Leitung ein Flüssigkeitsstand einstellt, der dem äußeren
Flüssigkeitsspiegel entspricht. Dabei bleibt der unterhalb dieses Flüssigkeitsspiegels
angeordnete Vorsatzkasten 5 vollständig mit Förderflüssigkeit gefüllt. Wenn es sich
im Einzelfall empfiehlt, ein Eindringen der Förderflüssigkeit in die Leitung 7 zu
verhindern, erhält diese, Leitung in der üblichen Weise ein Rückschlagventil od.
d'gl. In der Regel ist jedoch der Einbau eines derartigen Ventils nicht erforderlich.
-
Zum Anlaufen der Pumpenanlage wird der Motor3 angestellt. Während
dabei die Kreiselpumpe 1 zunächst noch leer läuft, drückt der Rotationskompressor
2 die von ihm erzeugte Druckluft durch die Leitung7 in den Vorsatzkastens. Dadurch
wird in diesem Kasten ein höherer Innendruck erzeugt, der das Rückschlagventil 6
selbsttätig schließt. Gleichzeitig drückt die eingeblasene Druckluft die im Vorsatzkasten
5 befindliche Förderflüssigkeit in die Ansaugleitung 4 und die Kreiselpumpe 1. Nunmehr
beginnt die Kreiselpumpe 1 Flüssigkeit zu fördern, so daß in ihrem Druckstutzen
ein Flüssigkeitsdruck entsteht. Dieser pflanzt sich über die Leitung 9 bis zu dem
Steuerglied 8 fort, das dadurch zum Ansprechen gebracht wird und den Rotationskompressor
2 selbsttätig abschaltet bzw. in Nulleistungsstellung bringt. Damit hört die Erzeugung
von Druckluft und das Einblasen von Druckluft in den Vorsatzkasten 5 wieder auf.
Das Rückschlagventil6 öffnet sich infolgedessen selbsttätig, und es strömt dauernd
Flüssigkeit durch dieses Ventil in den Vorsatzkasten 5 bzw. in den Einlaßstutzen
der Pumpensaugleitung 4 von außen ein.
-
Das Fassungsvermögen des Vorsatzkastens 5 ist so groß gewählt, daß
auch nach dem vollständigen Füllen der Kreiselpumpe 1 und der Pumpensaugleitung
4 mit Hilfe der in den Vorsatzkasten 5 eingeblasenen Druckluft noch ein Flüssigkeitsstand
in diesem Kasten bestehenbleibt, in welchen der Einlaßstutzen eintaucht. Da der
Rotationskompressor2 die Drucklufterzeugung selbsttätig unterbricht, sobald die
Kreiselpumpe 1 Flüssigkeit zu fördern beginnt, ist ein Durchschlagen von Druckluft
aus dem Vorsatzkasten 5 in die Pumpenansaugleitung 4 ausgeschlossen. Nach dem selbsttätigen
Abstellen des Drucklufterzeugers 2 entweicht die im Vorsatzkasten 5 noch vorhandene
Luft durch die Leitung 7 nach oben, so daß sich dieser Kasten wiederum vollständig
mit Flüssigkeit füllt.
-
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für solche Fälle,
wo die Kreiselpumpe 1 über 10 m oberhalb des äußeren Spiegels der hochzupumpenden
Flüssigkeit angeordnet ist. In diesem Fall reicht bekanntlich das Ansaugvermögen
einer Kreiselpumpe nicht aus, um die Höhendifferenz zwischen der Pt,pe und dem äußeren
Flüssigkeitsspiegel zu überwinden. Um trotzdem ein sicheres Hochpumpen der Förderflüssigkeit
zu ermöglichen, führt in bekannter Weise eine Leitung 11, deren unteres injektorartig
ausgebildetes Ende 10 in den Einlaßstutzen der Pumpensaugleitung 4 hineinragt, von
der Druckseite der Kreiselpumpe 1 her zu diesem Einlaßstutzen. So lange die Kreiselpumpe
1 Flüssigkeit fördert, fließt durch die Leitung 11 dauernd ein Teilstrom dieser
Flüssigkeit unter entsprechendem Druck in den Einlaßstutzen zurück. Dadurch steigt
die gesamte durch die Leitung 4 strömende Flüssigkeit so weit an, daß sie nunmehr
von der Kreiselpumpe 1 angesaugt werden kann. Im übrigen entspricht die Pumpenanlage
nach Fig. 2 hinsichtlich Bauart und Wirkungsweise genau der Anlage nach Fig. 1.
-
Selbstverständlich kann man an Stelle des von dein Antriebsmotor 3
der Kreiselpumpe 1 betätigten Drucklufterzeugers 2 auch jede beliebige andere Druckluftquelle
sowie an Stelle von Luft auch ein beliebiges anderes gasförmiges Medium verwenden.
Das durch die Leitung 7 in den Vorsatzkasten 5 gedrückte gasförmige Medium muß nur
unter einem solchen Druck stehen, daß es durch Verdrängen der im Vorsatzkasten 5
befindlichen Flüssigkeit die Ansaugleitung 4 und die Kreiselpumpe l vollständig
mit Flüssigkeit zu füllen vermag. Ebenso muß die Zufuhr des gasförmigen Mediums
zur Leitung 7 abschaltbar sein, vorzugsweise selbsttätig mit Hilfe eines entsprechend
ausgebildeten Steuergliedes 8, das beim Beginn der Flüssigkeitsförderung durch die
Kreiselpumpe 1 die weitere Zufuhr des gasförmigen Mediums zur Leitung 7 selbsttätig
unterbricht.
-
Die Erfindung gewährt den wesentlichen Vorteil, daß alle beweglichen
Teile der Pumpenanlage, nämlich die Kreiselpumpe 1, der Drucklufterzeu@ger 2 und
dessen Steuerglied 8 sowie der Antriebsmotor3 an beliebiger Stelle leicht zugänglich
aufzustellen und dementsprechend gut zu kontrollieren sind. Lediglich die unbeweglichen
Anlegeteile, nämlich der als Flüssigkeitsheber dienende Vorsatzkasten 5, die Pumpenansaugleitung
4 sowie die Nebenleitungen 7 und 11 befinden sich bzw. reichen unterhalb des äußeren
Flüssigkeitsspiegels. Die somit an unzugänglicher Stelle liegenden unbeweglichen
Anlegeteile bedürfen
aber keiner besonderen Wartung. Dadurch unterscheidet
sich die Erfindung vorteilhaft von bekannten mit Flüssigkeitshebern arbeitenden
Pumpenanlagen, bei denen der Flüssigkeitsheber als Hilfspumpe cd. dgl. ausgebildet
ist und sich dementsprechend bewegliche Anlageteile an unzugänglicher Stelle unterhalb
des äußeren Flüssigkeitsspiegels befinden.
-
Die erfindungsgemäße Pumpenanlage kann vorzugsweise bei Schiffen,
insbesondere bei Tankschiffen, eingebaut werden und dient in diesem Fall zur Förderung
von Flüssigkeit aus dem Schiffskörper heraus, gegebenenfalls bis oberhalb des obersten
Schiffsdeckes. Innerhalb des leer zu pumpenden, Schiffsraumes befinden sich nur
die vorerwähnten unbeweglichen Anlageteile, während die beweglichen Anlageteile
auf irgendeinem Schiffsdeck leicht zugänglich aufgestellt werden können.