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Dokumentenidentifikation DE202007013146U1 03.01.2008
Titel Vorrichtung zum Schutz einer Pumpe
Anmelder AB SKF, Gödeborg, SE
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 202007013146
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 03.01.2008
Registration date 29.11.2007
Application date from patent application 18.09.2007
IPC-Hauptklasse F04D 29/70(2006.01)A, F, I, 20070918, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F04B 53/20(2006.01)A, L, I, 20070918, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz einer Pumpe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Insbesondere bei spanenden Bearbeitungsmaschinen wird ein verwendeter Kühlschmierstoff häufig mit Feststoff-Partikeln wie Spänen, Schleifstaub und Schleifscheibenabrieb (z. B. Korund- oder Siliciumkarbid-Partikel) verunreinigt und diese Verunreinigungen gelangen bei einem Rücktransport des Kühlschmierstoffs in einen Vorratsbehälter für den Kühlschmierstoff mit diesem in den Vorratsbehälter. Dort setzen sich die Partikel nahe eines Bodens des Behälters – also in einem Bodenbereich – ab.

Da ein Ansaugrohr einer Pumpe für den Kühlschmierstoff in der Regel nahe des Behälterbodens mit einer Ansaugöffnung für den Kühlschmierstoff endet, werden mit der Flüssigkeit auch zumindest einige der abgesetzten Partikel angesaugt, welche z. B. aufgrund ihres abrasiven Charakters die Pumpe schädigen können. Aus diesem Grund soll die Pumpe vor einem Ansaugen der Partikel geschützt werden. Bisher wurde versucht, dieses Problem durch ein schräges Anschneiden des Ansaugrohres, so dass sich eine schräg zum Behälterboden ausgerichtete Ansaugöffnung ergibt, zu verringern, was sich jedoch als nicht effektiv genug herausgestellt hat.

Gattungsgemäße Schutzvorrichtungen für die Pumpe sind allgemein bekannt. So beschreibt die DE 10 2005 006 461 B3 einen Schutztopf für ein Ansaugrohr einer Kühlschmierstoffpumpe, mit einer geschlossenen Umfangswand. Das Ansaugrohr ragt dabei bis in eine Nähe eines Topfbodens in den Schutztopf hinein, so dass der Kühlschmierstoff von oben in den Topf gesaugt wird. Nachteilig ist jedoch hierbei, dass der Schutztopf von einer hohen Schicht des Kühlschmierstoffs überschichtet sein muss, da aufgrund einer sonst auftretenden Strudelbildung an einer Oberfläche des Kühlschmierstoffs Luft angesaugt wird. Zudem wird eine Ansaugströmung in das Ansaugrohr mittels des Schutztopfes um 180° umgelenkt, was einen Druck im Ansaugrohr negativ beeinflusst. Weiterhin nachteilig ist auch, dass, da sich eine Eintrittsöffnung (oder z. B. ein oberer, offener Rand) des Kühlschmierstoffes in großer Höhe befindet, ein großes Gesamtvolumen an Kühlschmierstoff benötigt wird. Außerdem ergibt sich ein Reinigungsbedarf des Schutztopfes, da sich Partikel die in den Topf eingetragen werden an dessen Boden sammeln.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schutzvorrichtung anzugeben, welche die oben genannten Nachteile zu verhindern oder zumindest zu reduzieren.

Dabei ist die Vorrichtung zum Schutz der Pumpe vor einem Einsaugen von in einer einzusaugenden Flüssigkeit, insbesondere einem Kühlschmierstoff und dergleichen, befindlichen Feststoff-Partikeln, beispielsweise Späne, Staub und/oder Abrieb, wie z. B. Korund, Silciumkarbid und dergleichen, vorgesehen und ausgebildet. Der Schutzvorrichtung ist eine innere Ansaugöffnung eines in einem Bodenbereich eines Flüssigkeitsbehälters, z. B. dem Kühlschmierstoffbehälter, angeordneten Ansaugrohrs der Pumpe zugeordnet, und sie umfasst zumindest einen oberen Teil, welcher eine Unterkante der inneren Ansaugöffnung umfasst, einen unteren Teil und einen dazwischen angeordneten mittleren Teil. Dabei und im Folgenden bezeichnet innere Ansaugöffnung eine Öffnung im Ansaugrohr, durch welche die angesaugte Flüssigkeit in das Ansaugrohr eintritt, also insbesondere ein offenes Rohrende oder eine Öffnung im Ansaugrohr, z. B. ein Loch, ein Fenster oder dergleichen. Zudem können mehrere innere Ansaugöffnungen vorgesehen sein, z. B. zwei, drei, vier, fünf, sechs und so weiter.

Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Schutzvorrichtung durch zumindest eine äußere Ansaugöffnung im mittleren Teil der Schutzvorrichtung zum Ansaugen der Flüssigkeit im Wesentlichen aus einer mittleren und/oder oberen Umgebung des mittleren bzw. oberen Teils der Schutzvorrichtung gekennzeichnet ist. Es wird somit also in einer äußeren Umgebung der Schutzvorrichtung eine im Wesentlichen horizontale Ansaugströmung und/oder eine Ansaugströmung schräg von unten, also auch aus einem dem Bodenbereich des Flüssigkeitsbehälters nahen Bereich, und/oder eine Ansaugströmung schräg von oben, also auch aus der oberen Umgebung, was auch Bereiche oberhalb des oberen Teils umfasst, erzeugt.

Feststoff-Partikel z. B. aus einer Sedimentschicht am Boden des Flüssigkeitsbehälters werden somit nicht oder nur in geringen Mengen angesaugt. Zudem wird keine Luft angesaugt (es bilden sich keine Luftkegel) und eine minimale Füllhöhe des Flüssigkeitsbehälters ist reduziert.

Dabei können auch mehrere äußere Ansaugöffnungen vorgesehen sein, z. B. zwei, drei, vier, fünf, sechs und so weiter.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.

Vorteilhafterweise hat die äußere Ansaugöffnung einen großen Durchmesser, wodurch sich eine geringe Strömungsgeschwindigkeit ergibt. Der Durchmesser der Ansaugöffnung ist dabei variabel gestaltbar, um so eine optimale Strömungsgeschwindigkeit – abhängig vom Wirkprinzip und den Leistungsdaten der Pumpe – zu erreichen. Damit kann die optimale Durchströmung der beispielsweise hohlkugelartig ausgebildeten Schutzvorrichtung beeinflusst werden.

Bevorzugt ist die Schutzvorrichtung als ein im Wesentlichen innen abgerundeter Hohlkörper ausgeführt. Hierdurch wird ein gleichmäßigerer Strömungsverlauf im Inneren des Hohlkörpers gewährleistet, so dass sich nicht sedimentierbare Feststoff-Partikel gleichmäßig in der Flüssigkeit verteilen. Ein gleichmäßiger Strömungsverlauf kann durch Leitbleche oder ähnliches innerhalb des Hohlkörpers bestimmt werden.

Besonders bevorzugt ist der Hohlkörper eine Kugel. Weiterhin besonders bevorzugt ist die innere Ansaugöffnung zumindest teilweise in die Kugel eingeführt, wobei die äußere Ansaugöffnung mit einem Winkel zu einer Kugelwand angeordnet ist. Die Unterkante der inneren Ansaugöffnung kann dabei mit einer inneren Wand der Kugel im Wesentlichen abschließen oder in einen Innenraum der Kugel zumindest teilweise hineinragen. Eine Anordnung der äußeren Ansaugöffnung kann so beschrieben werden, dass eine zur äußeren Ansaugöffnung senkrecht orientierte Achse nicht durch einen Mittelpunkt der Kugel führt. Insbesondere ist die äußere Ansaugöffnung so angeordnet, dass die Flüssigkeit oberhalb eines tiefsten Punktes des Kugelinnenraumes eintritt, so dass sich im Bereich des tiefsten Punktes des Kugelinnenraumes Feststoff-Partikel aufgrund einer reduzierten Strömung absetzen. Generell soll eine gleichmäßige Durchströmung der Schutzvorrichtung gewährleistet werden, damit sich keine Feststoffpartikel separieren oder ablagern können. Das Absetzen von Partikeln aufgrund einer reduzierten Strömung soll durch eine optimale Gestaltung der Schutzvorrichtung vermieden werden. Zudem kann die äußere Ansaugöffnung so angeordnet sein, dass die angesaugte Flüssigkeit in einem von 90° abweichenden Winkel auf die der äußeren Ansaugöffnung gegenüberliegende innere Seitenwand der Kugel trifft, was eine gleichmäßigere Strömung bewirkt.

Bevorzugt umfasst der untere Teil zumindest eine erste Fläche, deren Durchmesser größer als ein Durchmesser der inneren Ansaugöffnung ist. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Ansaugströmung nicht aus einem direkt unterhalb der inneren Ansaugöffnung befindlichen Bodenbereich kommt, sondern die Flüssigkeit stattdessen aus einer mittleren und/oder oberen Umgebung des mittleren bzw. oberen Teils der Schutzvorrichtung angesaugt wird und/oder aus dem, dem Bodenbereich des Flüssigkeitsbehälters nahen Bereich (also von schräg unten kommend).

Besonders bevorzugt ist die erste Fläche mittels des mittleren Teils mit einem die innere Ansaugöffnung umfassenden Endes des Ansaugrohres verbunden oder verbindbar. Danach kann der mittlere Teil durch Verbindungsmittel gebildet sein, z. B. Streben oder dergleichen. Dabei kann das oder jedes Verbindungsmittel mit der ersten Fläche und/oder dem Ansaugrohr verbunden oder verbindbar sein, z. B. verschweißt, verklebt, vernietet, verschraubt, geklemmt, gesteckt, verhakt und dergleichen, oder es kann ein integraler Bestandteil der ersten Fläche und/oder des Ansaugrohres sein, z. B. ausgestanzt und herausgebogen.

Besonders bevorzugt umfasst die Schutzvorrichtung zumindest eine zweite Fläche als Bestandteil des oberen Teils, deren Durchmesser größer als der Durchmesser der inneren Ansaugöffnung ist und welche mittels des mittleren Teils mit der ersten Fläche verbunden oder verbindbar ist, z. B. verschweißt, verklebt, vernietet, verschraubt, geklemmt, gesteckt, verhakt und dergleichen. Zudem kann der mittlere Teil Bestandteil der ersten oder zweiten Fläche sein, z. B. aus dieser ausgestanzt und herausgebogen.

Weiterhin besonders bevorzugt umfasst die Schutzvorrichtung zumindest eine dritte Fläche, welche beabstandet, insbesondere parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel beabstandet zur ersten Fläche ist. Die dritte Fläche ist dabei auf einer der zweiten Fläche gegenüberliegenden Seite der ersten Fläche, also unterhalb der ersten Fläche, angeordnet.

Insbesondere umfasst die erste Fläche zumindest eine erste und eine zweite Durchlassöffnung, derart, dass im Betrieb für zumindest einen Teil der Flüssigkeit eine Strömung durch die erste Durchlassöffnung aus einem ersten Raum zwischen der ersten und dritten Fläche in einen zweiten Raum zwischen der ersten und zweiten Fläche ermöglicht ist und wobei im Betrieb für zumindest einen weiteren Teil der Flüssigkeit eine Strömung durch die zweite Durchlassöffnung aus dem zweiten Raum in den ersten Raum ermöglicht ist, so dass Feststoff-Partikel vom zweiten in den ersten Raum transportiert werden. Hierdurch werden in den zweiten Raum eingetragene Feststoff-Partikel aus diesem entfernt, wodurch sich ein Wartungs- und Reinigungsaufwand reduziert.

Dabei kann die erste und/oder zweite Durchlassöffnung zudem einen Strömungsrichter umfassen, beispielsweise eine Platte. So ist z. B. mittels unvollständigem Stanzen der ersten und/oder zweiten Durchlassöffnung und Aufbiegen eines verbleibenden Stanzstückes, z. B. der Platte, in Richtung des zweiten Raumes ein solcher Strömungsrichter einfach und preiswert erzeugbar.

Bevorzugt umfasst die Schutzvorrichtung zumindest einen Abstandshalter zur Beabstandung des unteren Teils der Schutzvorrichtung vom Bodenbereich des Flüssigkeitsbehälters. Dieser kann mit der Schutzvorrichtung verbunden oder verbindbar sein, z. B. verschweißt, verklebt, vernietet, verschraubt, geklemmt, gesteckt, verhakt und dergleichen. Mittels des Abstandshalters wird ein vorgegebener oder vorgebbarer Abstand zum Boden gewährleistet, was eine Montage und/oder Justierung vereinfacht.

Weiterhin bevorzugt umfasst die Schutzvorrichtung ein sich in Richtung auf die erste Ansaugöffnung aufweitendes kegelstumpfformiges Ende des Ansaugrohres. Hierdurch ergibt sich eine geringe Eintrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit, so dass Feststoff-Partikel sedimentieren.

Besonders bevorzugt hat zumindest die erste Fläche, die zweite Fläche und/oder die dritte Fläche einen kreisförmigen Umriss. Dabei kann z. B. die innere Ansaugöffnung parallel zur ersten, zweiten und/oder dritten Fläche angeordnet sein. Des Weiteren kann sich die innere Ansaugöffnung auf einer senkrecht auf einem Mittelpunkt zumindest einer der Flächen stehenden Achse befinden. Insbesondere kann die dritte Fläche kleiner als die erste Fläche sein. Somit gelangen Feststoff-Partikel, welche über einen Rand der dritten Fläche in Richtung Boden abrieseln, nicht wieder in den Ansaugstrom.

Bevorzugt ist einem Innenraum des Ansaugrohres ein Partikelabscheider zugeordnet. Hierdurch wird eine weitere Verbesserung des Schutzes der Pumpe erreicht, da Feststoff-Partikel, welche in den Rohrinnenraum gelangt sind, vor einem Erreichen der Pumpe aus dem Flüssigkeitsstrom entfernt werden. Dabei kann der Partikelabscheider aktiv angetrieben oder als passiver Partikelabscheider ausgebildet sein. Besonders bevorzugt umfasst ein Zentrifugalreiniger z. B. ein steiles Gewinde auf einer Innenseite des Rohres oder Leitröhren im Innenraum des Rohres zur Erzeugung eines Dralls der Flüssigkeit in Strömungsrichtung.

Besonders bevorzugt umfasst das Ansaugrohr zumindest ein dem Zentrifugalreiniger zugeordnetes Auslassloch zum Auslass von Feststoff-Partikeln aus dem Innenraum. Z. B. ist das Auslassloch oberhalb des Zentrifugalreinigers angeordnet, so dass Feststoff-Partikel aus dem Rohrinnenraum heraus zentrifugiert werden.

Besonders bevorzugt umfasst die Schutzvorrichtung zumindest ein das Ansaugrohr zumindest im Bereich des Auslassloches zumindest teilweise umfassendes Hüllrohr. Hierdurch ist, insbesondere wenn ein Hüllraum zwischen Ansaugrohr und Hüllrohr gering bemessen ist, ein vorteilhafter Ansaugwiderstand gewährleistet, so dass mittels des Zentrifugalreinigers aus dem Rohrinnenraum herauszentrifugierte Feststoff-Partikel abgebremst und nach unten abgeleitet werden. Dabei kann vorteilhafterweise ein Ableitkanal mit dem Hüllraum korrespondierend vorgesehen sein, durch welchen die Feststoff-Partikel in den Bodenbereich abrieseln können ohne in den Ansaugstrom zu gelangen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei ist das oder jedes Ausführungsbeispiel nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand führen.

Darin zeigen

1 eine schematische Darstellung unterschiedlicher Ausführungsformen eines Ansaugrohrs einer Pumpe mit und ohne eine Schutzvorrichtung gemäß dem Stand der Technik,

2 eine perspektivische Darstellung einer kugelförmigen Schutzvorrichtung im montierten Zustand gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

3 eine weitere perspektivische Darstellung der kugelförmigen Schutzvorrichtung gemäß 2 im nicht montierten Zustand,

4 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung,

5 eine weitere alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung mit einer ersten Fläche, in schematischer Darstellung sowie in schematischer, perspektivischer Darstellung,

6 eine weitere alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung mit einer ersten und einer zweiten Fläche, in schematischer Darstellung sowie in schematischer, perspektivischer Darstellung,

7 eine schematische Darstellung einer zusätzlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung mit einer dritten Fläche und

8 eine schematische Darstellung einer zusätzlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung gemäß 7.

1 zeigt eine schematische Darstellung unterschiedlicher Ausführungsformen eines Ansaugrohrs 10 einer nicht dargestellten Pumpe, insbesondere einer Kühlschmierstoffpumpe, gemäß dem Stand der Technik. Dabei umfasst das Ansaugrohr 10, welches einen Durchmesser d hat, an seinem unteren Ende 12 eine innere Ansaugöffnung 14, wobei die Ansaugöffnung 14 der in 1 mit I bezeichneten Ausführungsform in Richtung eines Bodens 16 eines Flüssigkeitsvorratsbehälters 18, auf welchem sich eine Sedimentschicht 20 aus Feststoff-Partikeln 22 befindet, orientiert ist. Dabei ist ein Abstand einer Unterkante 24 der inneren Ansaugöffnung 14 zu einer Sedimentschicht-Oberfläche 26 mit H bezeichnet. Ein Pumpensog 28 bedingt eine im Wesentlichen senkrechte Ansaugströmung 30 aus einem Bodenbereich 32 unterhalb der inneren Ansaugöffnung 14.

Das in der in 1 mit II bezeichneten Ausführungsform dargestellte Ansaugrohr 10 entspricht im Wesentlichen demjenigen der in 1 mit I bezeichneten Ausführungsform, ist jedoch an seinem unteren Ende 12 schräg geschnitten, so dass die innere Ansaugöffnung 14 geneigt zum Boden 16 des Flüssigkeitsvorratsbehälters 18 orientiert ist. Hierdurch ergibt sich eine schräg von unten kommende, erste Ansaugströmung 32 sowie eine horizontale Ansaugströmung 34.

In der in 1 mit III bezeichneten Ausführungsform ist das untere Ende 12 des Ansaugrohrs 10, welches dem Ansaugrohr 10 der in 1 mit II bezeichneten Ausführungsform entspricht, in einem Schutztopf 36 angeordnet, so dass sich die innere Ansaugöffnung 14 deutlich unterhalb einer sich in einer Höhe M über dem Boden 16 befindenden Schutztopf-Oberkante 38 befindet. Der Schutztopf 36 ist vom Boden 16 mittels eines Abstandshalters 40 beabstandet und der Abstand mit F bezeichnet. Die Flüssigkeit 44 wird von oben in den Schutztopf 36 gesogen (zweite Ansaugströmung 46a, 46b) so dass Luft angesaugt wird und sich ein Luftkegel 48a, 48b von einer Flüssigkeitsoberfläche 50 bis zur inneren Ansaugöffnung 14 ausbilden kann.

2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer kugelförmigen Schutzvorrichtung 51 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im montierten Zustand mit einem Ansaugrohr 10 gemäß der in 1 mit II bezeichneten Ausführungsform. Dabei umfasst die Schutzvorrichtung 51 einen oberen Teil 51a und einen unteren Teil 51b, sowie einen dazwischen befindlichen mittleren Teil 51c.

Das Ansaugrohr 10 ragt durch einen Führungsring 52 der kugelförmigen Schutzvorrichtung 51 mit seinem unteren Ende 12 teilweise in einen Kugelinnenraum 54. Kugelförmige Schutzvorrichtung 51 und Ansaugrohr 10 sind mittels eines Klemmrings 56 miteinander verbunden. Die kugelförmige Schutzvorrichtung 51 weist in einem Umfangsbereich 58 im mittleren Teil 51c eine äußere Ansaugöffnung 60 mit einem Ansaugstutzen 62 auf. Aufgrund der Orientierung des Ansaugstutzens 62 ist die äußere Ansaugöffnung 60 mit einem Winkel zu einer Kugelwand 64 angeordnet, also eine senkrecht zu einer Fläche der äußeren Ansaugöffnung 60 angeordnete Achse verläuft nicht durch einen Mittelpunkt des Kugelinnenraums 54. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Ansaugrohr 10 ein Gewinde 66 zur Montage, z. B. an der Pumpe, einem weiteren Rohr oder dergleichen.

3 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung der kugelförmigen Schutzvorrichtung 51 gemäß 2, jedoch im nicht montierten Zustand.

Alternativ zu der in 2 und 3 dargestellten kugelförmigen Schutzvorrichtung 51 kann die äußere Ansaugöffnung 60 ohne Ansaugstutzen 62 ausgebildet sein. Zudem oder alternativ kann die kugelförmige Schutzvorrichtung 51 ohne Führungsring 52 ausgebildet sein.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 51, wobei die Schutzvorrichtung 51 integraler Bestandteil des Ansaugrohres 10 ist. Die innere Ansaugöffnung 14 bildet die im mittleren Teil 51c angeordnete äußere Ansaugöffnung 60. Eine erste Fläche 68 begrenzt die Ansaugöffnung 60 und bildet zudem den unteren Teil 51b der Schutzvorrichtung 51. Hierdurch wird ein Ansaugen der Flüssigkeit 44 (in 1 dargestellt) im Wesentlichen aus einer mittleren und/oder oberen Umgebung 70, 72 des mittleren bzw. oberen Teils 51a, 51c der Schutzvorrichtung 51 erreicht, bei diesem Ausführungsbeispiel durch Pfeil 74 dargestellt.

5 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 51 in schematischer Darstellung (linke Seite) sowie in schematischer, perspektivischer Darstellung (rechte Seite), welche im Wesentlichen der in 4 dargestellten entspricht, wobei jedoch ein Durchmesser der ersten Fläche 68 größer als ein Durchmesser der inneren Ansaugöffnung 14 ist.

Das untere Ende 12 des Ansaugrohres 10 ist mittels des mittleren Teils 51c der Schutzvorrichtung 51 mit der ersten Fläche 68 verbunden und diese damit von der inneren Ansaugöffnung 14 beabstandet, wobei der mittlere Teil 51c im dargestellten Ausführungsbeispiel Stege 76, 78, 79 umfasst. Bei der perspektivischen Darstellung (rechte Seite) dieser Ausführungsform ist eine Verbindung des mittleren Bereichs 51c, hier Stege 76, 78, 79 mit abgewinkelten Auflageflächen 84, 86, 88, 90, mit einer Oberseite 84 der ersten Fläche 92 (z. B. mittels Verschweißen oder dergleichen) gut erkennbar.

Zudem kann die Schutzvorrichtung mittels eines Abstandshalters 40 vom Boden beabstandet sein, wie in der schematischen Darstellung (linke Seite) gezeigt.

6 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 51 in schematischer Darstellung (linke Seite) sowie in schematischer, perspektivischer Darstellung (rechte Seite), welche im Wesentlichen der in 5 beschriebenen entspricht, wobei jedoch eine zweite Fläche 82 ein Bestandteil des oberen Teils 51a der Schutzvorrichtung 51 ist. Diese zweite Fläche 82 ist mittels des mittleren Teils 51c, hier wiederum als Stege 76, 78, 80, 84 dargestellt, mit der ersten Fläche 68 verbunden und beabstandet (Abstand Y). In der dargestellten Ausführungsform haben erste und zweite Fläche 68, 82 einen gleichen Durchmesser D.

In der schematischen, perspektivischen Darstellung (rechte Seite) der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 51 ist zusätzlich dargestellt, dass das untere Ende 12 des Ansaugrohres 10 in Richtung auf die innere Ansaugöffnung 14 kegelstumpfförmig aufgeweitet (kegelstumpfförmiges Ende 93) ist, so dass ein Innendom 94 resultiert.

7 zeigt eine schematische Darstellung einer zusätzlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung 51, welche im Wesentlichen der in 6 dargestellten entspricht, bei welcher jedoch zusätzlich eine dritte Fläche 96 unterhalb der ersten Fläche 68, parallel zu dieser 68 angeordnet ist; dabei ist die dritte Fläche 96 kleiner als die erste Fläche 68. Zwischen erster und dritter Fläche 68, 96 befindet sich ein erster Raum 98 und zwischen erster und zweiter Fläche 68, 82 befindet sich ein zweiter Raum 100.

Die erste Fläche 68 umfasst zwei erste Durchlassöffnungen 102, 104 und zwei zweite Durchlassöffnungen 106, 108, zwischen erstem und zweitem Raum 98, 100. Die Durchlassöffnungen 102, 104, 106, 108 sind dabei symmetrisch zu einer Mittelachse As angeordnet, so dass auf jeder Seite der Mittelachse je eine erste und eine zweite Durchlassöffnung 102, 104, 106, 108 liegen.

Jeder der Durchlassöffnungen 102, 104, 106, 108 ist ein Strömungsrichter 110, 112, 114, 116, hier eine Klappe 110a, 112a, 114a, 116a, zugeordnet, mittels welcher eine Öffnungsrichtung der Durchlassöffnung bestimmt ist. Dabei sind die ersten Strömungsrichter 110, 112 in Richtung der Mittelachse As geöffnet und zweiter und dritter Strömungsrichter 114, 116 in die entgegengesetzte Richtung. Hierdurch ist gewährleistet, dass im Betrieb der mit der Schutzvorrichtung 51 verbundenen Pumpe zumindest ein Teil der angesaugten Flüssigkeit durch die zweite Durchlassöffnung 106, 108 aus dem zweiten Raum 100 in den ersten Raum 98 strömt – erste Strömung 118, 120 – und Feststoff-Partikel 22, die aus der Flüssigkeit 44 (dargestellt in 1) im Innendom 94 sedimentieren mit der ersten Strömung 118, 120 in den ersten Raum 98 gelangen. Mittels der ersten Durchlassöffnung 102, 104 strömt zumindest ein weiterer Teil der Flüssigkeit 44 (dargestellt in 1) aus dem ersten in den zweiten Raum 98, 100 – zweite Strömung 120 –, so dass eine Transportströmung 126, 128 in Richtung eines äußeren Umfangs der dritten Fläche 96 – dritter Außenumfang 130 – die Feststoff-Partikel 22 bewegt. Beim Überschreiten des dritten Außenumfangs 130 sinken die Feststoff-Partikel 22 in Richtung Boden 16 (dargestellt in 1) ab. Aufgrund des kleineren Durchmessers der dritten Fläche 96 reißt die horizontale Ansaugströmung 34 die absinkenden Feststoff-Partikel 22 nicht wieder mit.

Wie dargestellt kann die zweite Fläche 82 zumindest in einem Randbereich 131 nahe ihres äußeren Umfangs – zweiter Außenumfang 132 – in eine Aufwärtsrichtung gewölbt sein, so dass sich ein vergrößerter Abstand zwischen zweitem Außenumfang 132 und einem äußeren Umfang der ersten Fläche 68 – erster Außenumfang 134 – ergibt, insbesondere im Vergleich mit einem Abstand zwischen erster und zweiter Fläche 66, 82 nahe des Innendomes 94. Hierdurch kann beispielsweise Flüssigkeit 44 auch aus der oberen Umgebung 72 des oberen Teils 51a der Ansaugvorrichtung 51 angesaugt werden.

8 zeigt eine schematische Darstellung einer zusätzlichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung gemäß 7, welche zusätzlich in einem Innenraum des Ansaugrohrs – Ansaugrohrinnenraum 136 – einen Partikelabscheider 138, hier einen Zentrifugalreiniger 140 mit einem steilen Innengewinde 142, umfasst. Oberhalb des Zentrifugalreinigers 140 befindet sich eine Anzahl von z. B. als Bohrung, Stanzloch, Auslassung bei einer Herstellung des Ansaugrohres 10 oder dergleichen realisierten Auslasslöchern 146, 148, 150, 152, 154. Ein mit dem Ansaugrohr 10 koaxiales Hüllrohr 156 umschließt einen Abschnitt 158 des Ansaugrohrs 10 und ist in einem oberen Hüllrohrbereich 160 oberhalb der Auslasslöcher 146 bis 154 gegen das Ansaugrohr 10 abgedichtet. Ein Abstand zwischen Ansaugrohr 10 und Hüllrohr 156 ist dabei gering. Feststoff-Partikel 22 (in 7 dargestellt) verhalten sich beim Betrieb des Zentrifugalreinigers 140 träge und verlassen das Ansaugrohr 10 durch die Auslasslöcher 146 bis 154, werden spätestens an einer Hüllrohr-Innenwand 162 abgebremst, sinken nach unten und verlassen das Hüllrohr 156, insbesondere einen Hüllraum 163 zwischen Ansaugrohr 10 und Hüllrohr 156, durch ein unteres Hüllrohrende 164, was mittels Pfeil 166 angedeutet ist.

Zusätzlich kann ein Ableitkanal 168 vorgesehen sein, welcher durch die Schutzvorrichtung 51 (oder z. B. um diese herum) geführt ist. Dabei kann der Hüllraum 163 direkt mit dem Ableitkanal 168 verbunden sein, z. B. in diesen übergehen, so dass die absinkenden Feststoff-Partikel 22 (in 7 dargestellt) direkt aus dem Hüllraum 163 in den Ableitkanal 168 übertreten. Alternativ sind Hüllraum 163 und Ableitkanal 168 beabstandet, so dass die Feststoff-Partikel 22 den Hüllraum 163 verlassen, entlang einer Außenseite 170 des kegelstumpfförmigen Endes 93 des Ansaugrohres 10 absinken und in den Ableitkanal 168 eintreten, der auf einer Unterseite 172 der dritten Fläche mündet, und die Ansaugströmung 34 (in 7 dargestellt) die absinkenden Feststoff-Partikel 22 nicht wieder mit sich reißt.

Damit lässt sich die Erfindung kurz wie folgt darstellen: Angegeben wird eine Vorrichtung zum Schutz einer Pumpe vor einem Einsaugen von in einer einzusaugenden Flüssigkeit 44 befindlichen Feststoff-Partikeln 22, wobei die Schutzvorrichtung 51 einer inneren Ansaugöffnung 14 eines in einem Bodenbereich eines Flüssigkeitsbehälters 18 angeordneten Ansaugrohrs 10 der Pumpe zugeordnet ist, mit zumindest einem oberen Teil 51a welcher eine Unterkante der inneren Ansaugöffnung 14 umfasst, einem unteren Teil 51b und einem dazwischen angeordneten mittleren Teil 51c und zumindest einer äußeren Ansaugöffnung 60 im mittleren Teil 51c der Schutzvorrichtung 51 zum Ansaugen der Flüssigkeit 44 im Wesentlichen aus einer mittleren und/oder oberen Umgebung des mittleren bzw. oberen Teils 51c, 51a der Schutzvorrichtung 51.

Zusammenfassend sei nochmals darauf hingewiesen, dass die 1 bis 6 ein Ansaugen bei gleichmäßiger Durchströmung beschreiben, wodurch eine homogene Verteilung der nicht sedimentierten Feststoffe im Medium erzielt wird. Die 7 bis 8 betreffen dahingegen das Ansaugen und das Separieren von Feststoffpartikeln. Dabei wird sich der Fachmann je nach Anwendungsfall eine der beiden Möglichkeiten bzw. Herangehensweisen auswählen.

Nochmals in anderen Worten ausgedrückt, soll gemäß der Erfindung das Ansaugen von Ablagerungen vermieden werden, da eine hohe Konzentration von Partikel zu einer Zerstörung der Pumpe führen würde. Damit sich im Ansaugschutz nur auf kleinerer Fläche nicht dieselben Ablagerungen wie am Fluidbehälterboden bilden, ist es erforderlich, dass die Schutzvorrichtung optimal durchströmt wird, oder dass Partikel aus der Schutzvorrichtung ausgeschieden werden. Im Fluid befinden sich generell nicht sedimentierte Partikel, die bei einer homogenen Verteilung nur den üblichen Verschleiß der Pumpenbauteile hervorrufen. Beim eingangs beschriebenen Ansaugschutz gemäß der DE 10 2005 006 461 B3 ist es wahrscheinlich, dass die homogene Verteilung durch ungünstige Strömungsverhältnisse (tote Ecken) aufgehoben wird und es zu einer lokalen Konzentration von Partikeln kommt. Dies wird durch die vorliegende Erfindung mit Vorteil verhindert.

10
Ansaugrohr
12
Ende
14
innere Ansaugöffnung
16
Boden
18
Flüssigkeitsvorratsbehälter
20
Sedimentschicht
22
Feststoff-Partikel
24
Unterkante
26
Sedimentschicht-Oberfläche
28
Pumpensog
30
senkrechte Ansaugströmung
32
erste Ansaugströmung
34
horizontale Ansaugströmung
36
Schutztopf
38
Schutztopf-Oberkante
40
Abstandshalter
44
Flüssigkeit
46a, 46b
zweite Ansaugströmung
48a, 48b
Luftkegel
50
Flüssigkeitsoberfläche
51
Schutzvorrichtung
51a
oberer Teil
51b
unterer Teil
51c
mittlerer Teil
52
Führungsring
54
Kugelinnenraum
56
Klemmring
58
Umfangsbereich
60
äußere Ansaugöffnung
62
Ansaugstutzen
64
Kugelwand
66
Gewinde
68
erste Fläche
70
mittlere Umgebung
72
obere Umgebung
74
Pfeil
76, 78, 80
Steg
82
zweite Fläche
84
Oberseite erste Fläche
86, 88, 90, 92
Auflagefläche
93
kegelstumpffürmiges Ende
94
Innendom
96
dritte Fläche
98
erster Raum
100
zweiter Raum
102, 104
erste Durchlassöffnung
106, 108
zweite Durchlassöffnung
110, 112
erster Strömungsrichter
110a, 112a
erste Klappe
114, 116
zweiter Strömungsrichter
114a, 116a
zweite Klappe
118, 120
erste Strömung
122, 124
zweite Strömung 120
126, 128
Transportströmung
130, 134
erster Außenumfang
131
Randbereich 1
132
zweiter Außenumfang
136
Ansaugrohrinnenraum
138
Partikelabscheider
140
Zentrifugalreiniger
142
Innengewinde
144, 146, 148, 150, 152, 154
Auslassloch
156
Hüllrohr
158
Abschnitt
160
oberer Hüllrohrbereich
162
Hüllrohr-Innenwand
163
Hüllraum
164
unteres Hüllrohrende
166
Pfeil
168
Ableitkanal
170
Außenseite


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Schutz einer Pumpe vor einem Einsaugen von in einer einzusaugenden Flüssigkeit (44) befindlichen Feststoff-Partikeln (22),

wobei die Schutzvorrichtung (51) einer inneren Ansaugöffnung (14) eines in einem Bodenbereich eines Flüssigkeitsbehälters (18) angeordneten Ansaugrohrs (10) der Pumpe zugeordnet ist,

gekennzeichnet durch

zumindest einen oberen Teil (51a) welcher eine Unterkante der inneren Ansaugöffnung (14) umfasst, einen unteren Teil (51b) und einen dazwischen angeordneten mittleren Teil (51c),

zumindest eine äußere Ansaugöffnung (60) im mittleren Teil (51c) der Schutzvorrichtung (51) zum Ansaugen der Flüssigkeit (44) im Wesentlichen aus einer mittleren und/oder oberen Umgebung des mittleren bzw. oberen Teils (51c, 51a) der Schutzvorrichtung (51).
Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 1, die als ein im Wesentlichen innen abgerundeter Hohlkörper ausgeführt ist. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Hohlkörper eine Kugel ist. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die innere Ansaugöffnung (14) zumindest teilweise in die Kugel eingeführt ist und wobei die äußere Ansaugöffnung (60) mit einem Winkel zu einer Kugelwand (64) angeordnet ist. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der untere Teil (51b) zumindest eine erste Fläche (68) umfasst, deren Durchmesser im Wesentlichen größer als ein Durchmesser der inneren Ansaugöffnung (14) ist. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die erste Fläche (68) mittels des mittleren Teils (51c) mit einem die innere Ansaugöffnung (14) umfassenden Ende (12) des Ansaugrohres (10) verbunden oder verbindbar ist. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 5, mit zumindest einer zweiten Fläche (82) als Bestandteil des oberen Teils (51a), deren Durchmesser größer als der Durchmesser der inneren Ansaugöffnung (14) ist und welche mittels des mittleren Teils (51c) mit der ersten Fläche (68) verbunden oder verbindbar ist. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 7, mit zumindest einer dritten Fläche (96), welche beabstandet, insbesondere parallel oder zumindest im Wesentlichen parallel beabstandet zur ersten Fläche (68) auf einer der zweiten Fläche (82) gegenüberliegenden Seite der ersten Fläche (68), angeordnet ist. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 8, mit zumindest einer ersten und einer zweiten Durchlassöffnung (102, 104, 106, 108) in der ersten Fläche (68), derart, dass im Betrieb für zumindest einen Teil der Flüssigkeit (44) eine Strömung durch die erste Durchlassöffnung (102, 104) aus einem ersten Raum (98) zwischen der ersten und dritten Fläche (68, 96) in einen zweiten Raum (100) zwischen der ersten und zweiten Fläche (68, 82) ermöglicht ist und wobei im Betrieb für zumindest einen weiteren Teil der Flüssigkeit (44) eine Strömung durch die zweite Durchlassöffnung (106, 108) aus dem zweiten Raum (100) in den ersten Raum (98) ermöglicht ist, so dass Feststoff-Partikel (22) vom zweiten in den ersten Raum (100, 98) transportiert werden. Schutzvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche mit zumindest einem Abstandshalter (40, 42) zur Beabstandung des unteren Teils (51b) der Schutzvorrichtung (51) vom Bodenbereich des Flüssigkeitsbehälters. Schutzvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche mit einem sich in Richtung auf die innere Ansaugöffnung (14) aufweitenden kegelstumpfförmigen Ende (93) des Ansaugrohres (10). Schutzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei die erste Fläche (68) einen kreisförmigen Umriss hat. Schutzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die zweite Fläche (82) einen im Wesentlichen kreisförmigen Umriss hat. Schutzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 13, dritte Fläche (96) einen im Wesentlichen kreisförmigen Umriss hat und kleiner als die erste Fläche (68) ist. Schutzvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei einem Innenraum (136) des Ansaugrohres (10) ein Partikelabscheider (138) zugeordnet ist. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei der Partikelabscheider (138) ein Zentrifugalreiniger (140) ist. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei das Ansaugrohr (10) zumindest ein, dem Zentrifugalreiniger (140) zugeordnetes Auslassloch (146, 148, 150, 152, 154) zum Auslass von Feststoff-Partikeln (22) aus dem Innenraum (136) umfasst. Schutzvorrichtung gemäß Anspruch 17, mit zumindest einem, das Ansaugrohr (10) zumindest im Bereich des Auslassloches (146, 148, 150, 152, 154) zumindest teilweise umfassenden Hüllrohr (156). Schutzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei für einen gleichmäßigen Strömungsverlauf Leitbleche oder ähnliches innerhalb der Schutzvorrichtung angeordnet sind.






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