DE19920780A1 - Kreiselpumpe mit Gasabscheidekammer - Google Patents
Kreiselpumpe mit GasabscheidekammerInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, mit einer eingangsseitig angeordneten Gasabscheidekammer 7 zum Abscheiden von in der geförderten Flüssigkeit enthaltenem Gas, insbesondere Luft, über einen oben an der Kammer 7 angeordneten Gasauslaß 10, wobei der Kammerauslaß ein zur Laufradmittel führendes Rohr 12 ist, das in die Gasabscheidekammer 7 hineinreicht und in einem Abstand von der dem freien Rohrende gegenüberliegenden Kammerwand 9 endet, wobei das Rohr 12 zur Steigerung der Entlüftungsleistung mit einer Vielzahl von Öffnungen 13 ausgeführt ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe, mit einer ein
gangsseitig angeordneten Gasabscheidekammer zum Abscheiden
von in der geförderten Flüssigkeit enthaltenem Gas, ins
besondere Luft, über einen oben an der Kammer angeordneten
Gasauslaß, wobei der Kammerauslaß ein zur Laufradmitte
führendes Rohr ist, das in die Gasabscheidekammer hinein
reicht und in einem Abstand von der dem freien Rohrende
gegenüberliegenden Kammerwand endet.
Eine derartige Kreiselpumpe ist aus der deutschen Patent
schrift DE 31 09 918 C3 bekannt. Da um das in die Kammer
hineinreichende massive Rohr eine relativ geringe
Strömungsgeschwindigkeit herrscht, bleibt den in der
geförderten Flüssigkeit enthaltenen Gasbläschen ausreichend
Zeit, in den oberen Teil der Gasabscheidekammer zu
gelangen, ohne durch das Rohr hindurch angesaugt zu werden.
Eine quer zur Fließrichtung der geförderten Flüssigkeit um
das Rohr herum angeordnete Siebfläche mit einer Vielzahl
von kleinen Öffnungen, an der sich zusätzlich Gasbläschen
aus der Flüssigkeit abscheiden können, dient zur Erhöhung
der Gasabscheidewirkung.
Hierbei ist es jedoch erforderlich, neben dieser Fläche
mindestens eine weitere Öffnung oder Durchlässe vorzusehen,
die einen größeren Durchmesser aufweisen, als der größte in
der geförderten Flüssigkeit auftretende Fremdkörper, um
Verstopfungen der Siebfläche zu verhindern. Dadurch nimmt
jedoch die Gasabscheideleistung wieder ab.
Schon vorher war es bekannt, das Rohr bis zur gegenüber
liegenden Wand der Gasabscheidekammer zu verlängern und
dabei komplett als Siebrohr auszubilden. Hierbei muß jedoch
die gesamte geförderte Flüssigkeit durch die Sieböffnungen
hindurchtreten, was hierbei zu einer hohen Strömungsge
schwindigkeit führt und die Gasbläschen größtenteils mit in
das Rohr hineinreißt. Auch besteht hierbei die Gefahr, daß
sich die Öffnungen des Rohres mit Fremdkörpern zusetzen,
was zur Verstopfung und schließlich zum Ausfall der Pumpe
führen kann. Aufwendige und kostspielige Wartungs- und
Reparaturarbeiten sind die Folge.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine konstruktiv einfache und
leicht handhabbare Pumpe der eingangs genannten Art zu
schaffen, die durch möglichst geringen Materialeinsatz mit
geringem Gewicht preiswert herzustellen ist und bei großer
Sicherheit gegen Verstopfungen dauerhaft eine erhöhte
Gasabscheideleistung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung
nach Anspruch 1 gelöst. Wesentlich ist, daß das Rohr mit
einer Vielzahl von Öffnungen ausgeführt ist. Der größte
Vorteil besteht dabei darin, daß die Gasabscheideleistung
(Entlüftungswirkung) um mehr als 20% gesteigert wird.
Da die Pumpe keine zusätzliche Siebfläche benötigt und das
Rohr mit vielen Öffnungen ausgeführt ist, wird bei ein
facher Konstruktion eine Gewichtsreduzierung und eine
insbesondere bei großen Stückzahlen erhebliche Kosten
ersparnis erreicht.
Vorteilhaft ist ferner, daß die Pumpe dauerhaft ver
stopfungsfrei arbeitet, da Fremdkörper durch das freie
Rohrende hindurch angesaugt werden können und somit nicht
die um ein vielfaches kleineren Öffnungen des Rohres
zusetzen.
Besonders günstig ist es, wenn das Rohr von einem Gitter,
Geflecht oder siebförmigen Material gebildet ist. Vorzugs
weise kann das Rohr auch aus einem Filter oder aus porigen
Material, insbesondere gesintertem Material gebildet sein.
Die Öffnungen können eine rechteckige, rautenförmige, ovale
oder kreisrunde Form haben. Als besonders leistungsstei
gernd hinsichtlich der Entlüftungswirkung hat sich eine
Größe der Öffnungen mit einer Diagonalen bzw. einem
Durchmesser von 0,3 bis 5 Millimetern, vorzugsweise von 0,5
bis 3 Millimetern erwiesen.
Das Rohr kann in einer besonders einfachen und kosten
günstigen Ausführungsform einen kreisrunden Querschnitt
haben. Der Rohrquerschnitt kann aber auch oval, eckig,
insbesondere viereckig, sternförmig oder balgförmig mit
einer sinusartig verlaufenden Rohrwandung ausgeführt sein,
was zu einer größeren Mantelfläche des Rohres und somit zu
einer gesteigerten Entlüftungswirkung führt.
Neben der üblicherweise aus Kostengründen einlagig ausge
führten Rohrwandung kann die Wandung des Rohres vorzugs
weise auch zweilagig oder mehrlagig in mehreren überein
anderliegenden Wandungen mit jeweils einer Vielzahl von
kleinen Öffnungen ausgeführt sein. Dabei ist es besonders
vorteilhaft, wenn zwischen den einzelnen Rohrwandungslagen
ein Abstand vorgesehen ist, so daß die geförderte Flüssig
keit durch die Öffnungen beider Rohrwandungen hindurch
fließen kann und dabei jeweils Gasbläschen an den Öffnungen
ausscheidet.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Öffnungen
einer äußeren Rohrlage größer sind, als die Öffnungen einer
inneren Rohrlage. Hierdurch wird das Aufsteigen der an der
inneren Rohrlage ausgeschiedenen kleineren Gasbläschen
begünstigt. Größere Gasbläschen setzen sich an den
Öffnungen der äußeren Rohrlage ab.
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß der Abstand zwischen
dem freien Rohrende und der gegenüberliegenden Kammerwand
derart bemessen ist, daß die Mantelfläche des in gerader
Verlängerung des Rohres bis zur gegenüberliegenden Kammer
wand gedachten Zylinders zwischen 70% und 150%, vorzugs
weise 100% der Querschnittsfläche des Rohres beträgt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind
zwischen dem Flüssigkeitseinlaß der Gasabscheidekammer und
dem Rohr Umlenkmittel zum Umlenken der Flüssigkeit
angeordnet, die sich zumindest für einen Teil der Flüssig
keit in dem direkten Weg zwischen dem Flüssigkeitseinlaß
und dem Rohr befinden. Dadurch kann die Gasabscheide
leistung weiter gesteigert werden. Durch das oder die
Umlenkmittel wird zumindest ein Teil der geförderten
Flüssigkeit, vorzugsweise der gesamte Flüssigkeitsstrom,
ein- oder mehrfach umgelenkt. Die Umlenkmittel wirken dabei
als Hindernisse, an denen die Strömungsgeschwindigkeit
jeweils reduziert wird, so daß die in der Flüssigkeit
enthaltenen Gasbläschen besser ausgeschieden werden können.
Besonders günstig ist es dabei, wenn die Umlenkmittel die
Flüssigkeit in Richtung zu einer oder mehreren Kammerwänden
hin umlenken. Dadurch werden weitere Umlenkungen und
Geschwindigkeitsreduktionen der Flüssigkeit hervorgerufen,
was zu einer zusätzlichen Entgasung führt.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die
Umlenkmittel von der dem freien Rohrende gegenüberliegenden
Kammerwand aus in die Gasabscheidekammer hinein. Im Bereich
der Umlenkmittel muß die Flüssigkeit dabei zunächst um das
oder die freien Enden der Umlenkmittels herum und an
schließend durch die kleinen Öffnungen in der Rohrwandung
oder durch die große Rohröffnung am freien Rohrende
hindurchfließen.
Die Umlenkmittel können dabei bis an die Kammerwand geführt
sein, von der aus sich das Rohr in die Gasabscheidekammer
erstreckt, oder sie können in einem Abstand von dieser
Kammerwand enden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Umlenkmittel einen
kreisabschnittförmigen Querschnitt aufweisen und in einem
radialen Abstand konzentrisch zum Rohr angeordnet sind.
Vorzugsweise erstrecken sich die Umlenkmittel dabei über
einen Winkel zwischen 10° und 90°.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die
Umlenkmittel durch ein zusammenhängendes Leitelement
gebildet. Dabei erfolgen zwar weniger Umlenkvorgänge als
bei mehreren von einander getrennten Umlenkmitteln, aber
diese Umlenkungen sind größer und damit besonders effektiv
bezüglich der beabsichtigten Gasausscheidung.
Das Leitelement kann vorzugsweise einen halbkreisförmigen
Querschnitt aufweisen und in einem radialen Abstand
konzentrisch zum Rohr angeordnet sein. Insbesondere an den
beiden Endkanten des Leitelementes erfolgt eine besonders
starke Umlenkung der geförderten Flüssigkeit nach innen zum
Rohr hin, so daß hierbei besonders viele Gasbläschen
ausgeschieden werden.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Umlenkmittel
eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, durch die ein Teil
der Flüssigkeit hindurchtreten kann. Ebenso wie bei dem
Durchtritt durch die Öffnungen in der Rohrwandung wird
hierbei eine Ausscheidung von in der Flüssigkeit enthal
tenen Gasbläschen erreicht, so daß die Gasabscheideleistung
insgesamt nochmals gesteigert werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Oberflächen
der Umlenkmittel nicht glatt, sondern mit einer Ober
flächenrauhigkeit mit kleinen Vorsprüngen und/oder
Vertiefungen ausgeführt sind. Dadurch bleiben kleinste
Gasbläschen in der rauhen Oberfläche hängen und verbinden
sich miteinander zu größeren Gasbläschen, die leichter
aufsteigen und somit besser ausgeschieden werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den
Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 Teilweise aufgeschnittenen Ansicht einer
erfindungsgemäßen Pumpe, und
Fig. 2 Vergrößerte Darstellung einer bevorzugten
Ausbildung des Rohres
Fig. 3 Teilweise aufgeschnittene Ansicht einer
bevorzugten Pumpe, und
Fig. 4 Querschnitt durch die Pumpe aus Fig. 1
Die in Fig. 1 gezeigte Kreiselpumpe insbesondere für den
Wasserkreislauf einer Heizungsanlage weist ein Pumpen
gehäuse 1 auf, mit einem Saugstutzen 2 und einem dazu
koaxial auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten
Druckstutzen 3, zwischen denen die Pumpenkammer 4
angeordnet ist. In der Pumpenkammer 4 ist ein Laufrad 5
drehbar gelagert, das von einem nicht gezeigten
Elektromotor angetrieben wird, der am Pumpengehäuse
angeflanscht ist.
Auf der dem Elektromotor gegenüberliegenden Seite des
Laufrades 5 ist ein koaxialer Laufradeinlaß 6 angeordnet,
der aus einem kurzen Rohrstutzen 12 besteht. Dieser
Rohrstutzen 12 eicht in eine Gasabscheidekammer 7 hinein,
die auf der dem Elektromotor gegenüberliegenden Seite am
Pumpengehäuse 1 drehbar angeflanscht ist. Der Rohrstutzen
12 endet in einem Abstand von der gegenüberliegenden
Gehäusewand 9 der Gasabscheidekammer 7, der annähernd dem
halben Radius des Rohrstutzens 12 entspricht.
Der Rohrstutzen 12 ist als Sieb mit einer Vielzahl kleiner
Öffnungen 13 ausgeführt, die einen mittleren Durchmesser
von 1 Millimeter haben.
Ein Gehäuse 9 bildet die Gasabscheidekammer 7, das an der
obersten Stelle eine Gasaustrittsöffnung 10 aufweist, an
der ein Entlüftungsventil angeschlossen ist. Die Gas
abscheidekammer 7 ist über eine ringförmige Verbindungs
öffnung 8 mit dem Pumpengehäuse 1 bzw. mit dem Saugstutzen
2 verbunden. Die Verbindungsöffnung 8 umgibt den Rohr
stutzen 12 koaxial und bildet den Einlaß der Kammer 7. Der
Auslaß der Kammer 7 ist durch den Rohrstutzen 12 gebildet.
Da der Querschnitt der Öffnung 8 größer ist als der des
Saugstutzens 2, fließt die durch die Pumpe angesaugte
Flüssigkeit mit geringerer Geschwindigkeit durch die
Öffnung 8 und durch die Kammer 7 als innerhalb der
Leitungen des Wasserkreislaufs und der Stutzen 2 und 3.
Ein Teil der vom Saugstutzen 2 durch den ringförmigen
Kammereinlaß 11 geförderten Flüssigkeit tritt bei der
relativ geringen Strömungsgeschwindigkeit durch die vielen
kleinen Öffnungen 13 in den Rohrstutzen 12 ein, wobei sich
kleine Gasbläschen 16 an der Außenseite des Rohrstutzens 12
abscheiden und nach oben aufsteigen.
Da schon ein erheblicher Teil der Flüssigkeit im Laufrad
einlaß 6 sich befindet, fließt der restliche Teil der Flüs
sigkeit mit nochmals verringerter Geschwindigkeit bis zum
freien Ende des Rohrstutzens 12 und tritt dort in den Lauf
radeinlaß 6 ein. Diese langsame Strömungsgeschwindigkeit
begünstigt das Aufsteigen der Gasbläschen 16 zusätzlich.
Im oberen Teil 17 der Gasabscheidekammer 7, in der die
Fließgeschwindigkeit am geringsten ist, sammeln sich die
Gasblasen 16, vereinigen sich und treten durch die Öffnung
10 aus der Kammer 7 aus.
In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausbildung des Rohrstutzens
12 gezeigt, bei der die Rohrwandung in zwei Rohrlagen 14
und 15 ausgebildet ist. Zwischen der äußeren Rohrlage 14
und der koaxial hierzu angeordneten inneren Rohrlage 15 ist
einer radialer Abstand A vorgesehen, so daß die geförderte
Flüssigkeit auch zwischen den beiden Rohrlagen 14 und 15
fließen kann. Dabei haben die Öffnungen 13a der äußeren
Rohrlage 14 einen größeren Durchmesser als die Öffnungen
13i der inneren Rohrlage 15.
Bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Kreiselpumpe ist
zwischen dem Saugstutzen 2 als Flüssigkeitseinlaß der
Gasabscheidekammer 7 und dem Rohrstutzen 12 ein Leitelement
18 als Umlenkmittel zum Umlenken der Flüssigkeit
angeordnet. Das Leitelement 18 hat einen halbkreisförmigen
Querschnitt und ist zumindest annähernd koaxial zum
Rohrstutzen 12 angeordnet. Die oberen Kanten 19 des
Leitelements 18 befinden sich dabei zumindest annähernd auf
Höhe der Achse des Rohrstutzens 12 und des Laufrads 5.
Das Leitelement 18 erstreckt sich von der dem freien Ende
des Rohrstutzens 12 gegenüberliegenden Kammerwand 20 aus in
die Gasabscheidekammer 7 hinein. Dabei verbleibt zwischen
dem freien Ende des Leitelements 18 und der Kammerwand 21,
von der aus sich der Rohrstutzen 12 erstreckt, ein Spalt
22, durch den ein Teil der geförderten Flüssigkeit hindurch
gesaugt wird.
Der restliche Anteil der Flüssigkeit wird in den Kanälen 24
zu beiden Seiten zwischen dem Leitelement 18 und der
Gehäusewand 9 nach oben geführt. Oberhalb der oberen Kanten
19 werden die Flüssigkeitsteilströme in Richtung des
Rohrstutzens 12 umgelenkt. Bei jedem Umlenkvorgang treten
weitere Gasbläschen aus der Flüssigkeit aus und steigen
nach oben zu der Gasaustrittsöffnung 10 bzw. zu dem dort
vorgesehenen Entlüftungsventil auf.
Die Oberflächen des Leitelements 18 sind mit einer Ober
flächenrauhigkeit mit einer Vielzahl kleiner Vorsprünge und
Vertiefungen ausgeführt. Dadurch verbinden sich kleinste
Gasbläschen, die in der rauhen Oberfläche hängen bleiben,
miteinander zu größeren Gasbläschen, die leichter
aufsteigen und somit besser ausgeschieden werden können.
Claims (18)
1. Kreiselpumpe, mit einer eingangsseitig angeordneten
Gasabscheidekammer zum Abscheiden von in der geförderten
Flüssigkeit enthaltenem Gas, insbesondere Luft, über einen
oben an der Gasabscheidekammer angeordneten Gasauslaß,
wobei der Flüssigkeitsauslaß der Gasabscheidekammer ein zur
Laufradmitte führendes Rohr ist, das in die Gasabscheide
kammer hineinreicht und in einem Abstand von der dem freien
Rohrende gegenüberliegenden Kammerwand endet,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (12) mit einer Vielzahl von Öffnungen (13)
ausgeführt ist.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rohr (12) von einem
Gitter, Geflecht oder siebförmigen Material gebildet ist.
3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Rohr (12) von einem
Filter oder porigen Material gebildet ist.
4. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Öffnungen (13) eine rechteckige, rautenförmige, ovale oder
kreisrunde Form haben.
5. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Öffnungen (13) eine Diagonale bzw. einen Durchmesser von
0,3 bis 5 Millimetern, vorzugsweise von 0,5 bis 3
Millimetern aufweisen.
6. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr
(12) einen runden, ovalen, eckigen, stern- oder
balgförmigen Querschnitt hat.
7. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr
(12) mehrlagig, insbesondere zweilagig ausgeführt ist.
8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen
Rohrlagen (14, 15) ein Abstand (A) vorgesehen ist.
9. Pumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Öffnungen (13a) einer
äußeren Rohrlage (14) größer sind, als die Öffnungen (131)
einer inneren Rohrlage (15).
10. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Abstand zwischen dem freien Ende des Rohres (12) und der
gegenüberliegenden Kammerwand (9) derart bemessen ist, daß
die Mantelfläche des in gerader Verlängerung des Rohres
(12) bis zur gegenüberliegenden Kammerwand (9) gedachten
Zylinders zwischen 70% und 150%, vorzugsweise 100% der
Querschnittsfläche des Rohres (12) beträgt.
11. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem Flüssigkeitseinlaß der Gasabscheidekammer und dem Rohr
(12) Umlenkmittel (18) zum Umlenken der Flüssigkeit
angeordnet sind, die sich zumindest für einen Teil der
Flüssigkeit in dem direkten Weg zwischen dem
Flüssigkeitseinlaß und dem Rohr (12) befinden.
12. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umlenkmittel (18) die
Flüssigkeit zu einer oder mehreren Kammerwänden (20, 21)
umlenken.
13. Pumpe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umlenkmittel (18)
sich von der dem freien Rohrende gegenüberliegenden
Kammerwand (20) aus in die Gasabscheidekammer (7) hinein
erstrecken.
14. Pumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Umlenkmittel (18) einen kreisabschnittförmigen Querschnitt
aufweisen und in einem radialen Abstand konzentrisch zum
Rohr (12) angeordnet sind.
15. Pumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Umlenkmittel durch ein zusammenhängendes Leitelement (18)
gebildet sind.
16. Pumpe nach Anspruch 14 und 15, dadurch
gekennzeichnet, daß das Leitelement (18)
einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweist und in einem
radialen Abstand konzentrisch zum Rohr (12) angeordnet ist.
17. Pumpe nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Umlenkmittel (18) eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen.
18. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberflächen der Umlenkmittel (18) und/oder der
innenseitigen Kammerwände (20, 21) der Gasabscheidekammer
(7) eine Rauhigkeit mit kleinen Vorsprüngen und/oder
Vertiefungen aufweisen.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19920780A DE19920780A1 (de) | 1999-01-26 | 1999-05-05 | Kreiselpumpe mit Gasabscheidekammer |
EP00100942A EP1024292B1 (de) | 1999-01-26 | 2000-01-19 | Kreiselpumpe mit Gasabscheidekammer |
DE50007235T DE50007235D1 (de) | 1999-01-26 | 2000-01-19 | Kreiselpumpe mit Gasabscheidekammer |
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