DE2407109B1 - Pumpvorrichtung fuer Fluessigkeiten - Google Patents
Pumpvorrichtung fuer FluessigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpvorrichtung für Flüssigkeiten, insbesondere für Flüssigkeiten geringer
Viskosität, wie Waschlauge oder Spülwasser, mit einem Pumpenrad, dessen nachgiebige Flügel in einer
ringförmigen Pumpenkammer umlaufen.
Zum Pumpen von Flüssigkeit sind eine Vielzahl von Pumpvorrichtungen bekannt. In einer Pumpenkammer
läuft dabei ein von einer Antriebswelle in Umlauf versetztes Pumpenrad um, welches mit Flügeln versehen
ist. Zwischen den Flügeln und der Pumpenkammerwand werden Pumpräume ausgebildet, in denen die in
die einzelnen Pumpräume eingetretene Flüssigkeit beschleunigt und in einen Auslaßstutzen gedrückt wird.
Der Pumpenantrieb erfolgt für gewöhnlich mit Hilfe von Asynchronmaschinen, die zwar preiswert im Handel
erhältlich sind, jedoch einen sehr schlechten Wirkungsgrad haben. Der schlechte Wirkungsgrad macht
es wiederum erforderlich, für eine ausreichende Kühlung der Maschine zu sorgen. Auf diese Weise sind die
Pumpvorrichtungen für Flüssigkeiten im allgemeinen recht aufwendig und voluminös. Bei knappen Einbaubedingungen
sind insbesondere die großen Aggregatvolumen störend.
Es ist bekannt (Buch »Centrifugal Pumps« von I. J. K a r a s s i k, Seiten 275 bis 314), Pumpen mit Einphasensynchronmotoren
anzutreiben. Zur Sicherstellung des Antriebes werden dabei aber Anlaufhilfen, wie
Hilfswicklungen und Läuferkäfige benutzt. Derartige Anlaufhilfen sind aufwendig.
Es ist auch bekannt (US-PS 1 402 719), die Pumpenflügel
elastisch auszubilden, um ein Verklemmen durch Gegenstände zwischen den Flügeln und der Pumpenkammerwand
zu vermeiden.
Es ist wünschenswert, zum Pumpenantrieb einen Motor einzusetzen, dessen Sollmoment dem Belastungsmoment
weitgehend entspricht. Nur ein solcher Motor wird entsprechend seiner Auslegung ausgenutzt
und kann dementsprechend klein sein. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen käme ein selbstanlaufender Einphasensynchronmotor
ohne Anlaufhilfen zum Antrieb von Pumpen in Betracht. Jeder selbstanlaufende Einphasensynchronmotor
ohne zusätzliche Anlaufhilfen erreicht aber beim Anlaufen innerhalb einer Viertelumdrehung
die Solldrehzahl. Soll er in dieser Zeit zugleich eine Last mit einem großen Trägheitsmoment beschleunigen,
dann überschreiten die erforderlichen Beschleunigungsmomente das vom Motor aufgebrachte Kippmoment,
und der Motor läuft nicht an.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Pumpvorrichtung für Flüssigkeiten zu schaffen, die unter Verwendung
eines reinen Einphasensynchronmotor kleine Abmessungen aufweisen kann und damit wirtschaftlich aufgebaut
ist.
Die gestellte Aufgabe ist bei einer Pumpvorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß gemäß
ao der Erfindung die Elastizität der Pumpenflügel derart gewählt ist, daß die erforderlichen Beschleunigungsmomente
des Antriebsmotors beim Anlaufen nicht größer werden als das vom Motor maximal aufbringbare Moment,
und daß der Antriebsmotor in der Anlaufphase Drehschwingungen ausübt.
Durch die elastische Ausbildung der Pumpenflügel können bei gleichem Kippmoment größere Trägheitsmomente
beschleunigt werden, und der Motor braucht nicht aus Beschleunigungsgründen überdimensioniert
zu sein. Durch das Zurückbiegen der Pumpenflügel wird die Last, die bei der Beschleunigung des Pumpenrades
zu überwinden ist, verringert.
Wird ein Motor eingesetzt, der beim Anlauf Drehschwingungen ausführt, dann führt, bedingt durch diese
Drehschwingungen, auch das Pumpenrad kurzfristig Drehschwingungen aus, die zu einem Lockern von
eventuell vorhandenen Verklemmungen führen. Beim Pumpen von Waschlauge oder Spülflüssigkeit in
Waschmaschinen kommt es immer wieder vor, daß harte Gegenstände wie Knöpfe, Wäscheklammern
od. dgl., und Flusen in die Pumpe gelangen. Werden keine feinen Siebe vorgeschaltet, welche diese harten
Teile und die Flusen zurückhalten, dann kann dies zu einem Blockieren und einer Zerstörung des Pumpenrades
und des Motors führen. Die Drehschwingungen des Pumpenrades und das Zurückbiegen der Pumpenflügel
machen die Verwendung von feinen Sieben überflüssig; außerdem ist ein einwandfreier Betrieb gewährleistet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird als Antriebsmotor ein Einphasensynchronmotor
ohne Anlaufhilfsmittel eingesetzt. Vorzugsweise hat dieser Einphasensynchronmotor auch einen dauermagnetischen
Läufer. Ein derartiger Einphasensynchronmotor, der an sich bekannt ist, führt die beim Anlauf
gewünschten Drehschwingungen aus. Hinzu kommt, daß die Drehrichtung dieses Einphasensynchronmotors
nicht vorbestimmt ist. Er läuft also entweder in der einen oder in der anderen Richtung an. Das bringt den
weiteren Vorteil mit sich, daß Fäden, die sich eventuell auf die Pumpenwelle aufgewickelt haben könnten,
durch den unterschiedlichen Anlauf wieder abgewickelt werden.
Bei einem Antriebsmotor mit einer aufgenommenen Leistung von etwa 25 W ist der Pumpenraddurchmesser
vorzugsweise so gewählt, daß die Anlaufzeitkonstante nicht höher als 5 ms ist. Damit ist ein schnelles
Hochlaufen des Einphasensynchronmotors beim Antrieb der Pumpenflügel sichergestellt.
Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es
zeigt
F i g. 1 einen Radialschnitt durch die Pumpvorrichtung
nach der Erfindung,
F i g. 2 einen Axialschnitt durch die Pumpvorrichtung
nach F i g. 1.
Die Pumpvorrichtung besteht aus einem Pumpengehäuse 1, welches einen Ringraum 3 begrenzt, in dem ein
Pumpenrad 5 umläuft. Der Ringraum 3 wird mit Hilfe von elastischen Flügeln 7 des Pumpenrades in mehrere
Pumpkammern 3' unterteilt. An die Oberseite des Gehäuses 1 ist ein radial von der Pumpenkammer 3 wegführender
Auslaßstutzen 9 angesetzt. Das Pumpenrad 5 läuft bei der Darstellung nach F i g. 1 in Richtung eines
Pfeiles 11 um.
Der Axialschnitt nach F i g. 2 zeigt wieder das Gehäuse 1, den Pumpenauslaßstutzen 9 und das Pumpenrad
5 mit den Flügeln 7. Axial mündet in das Gehäuse 1 ein Pumpeneinlaßstutzen 13.
Das Pumpenrad 5 wird über eine Welle 15 von einem Einphasensynchronmotor 17 angetrieben.
Die Flügel 7 des Pumpenrades sind derart elastisch ausgebildet, daß sich ihre' freien Enden 19 bei Rechtsund
Linkslauf der Welle 15 und des Pumpenrades 5 jeweils entgegen der Drehrichtung zurückbiegen. Bei
zunehmendem Druck in dem Auslaßstutzen 9 und damit steigender Belastung an dem Pumpenrad 5 werden
sich die Flügel stärker zurückbiegen.
Die Pumpvorrichtung ist auf Grund der Elastizität ihrer Flügel 7 in Vor- und Rückwärtsrichtung antreibbar,
wobei, wie die Zeichnung deutlich zeigt, die Pumpleistung in beiden Fällen gleich ist.
Die Pumpenradflügel bestehen aus Silikongummi. Ihre Elastizität hängt von der Baugröße der Pumpe und
des antreibenden Einphasensynchronmotors 17 ab.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Pumpvorrichtung für Flüssigkeiten, insbesondere für Flüssigkeiten geringer Viskosität, wie Waschlauge
oder Spülwasser, mit einem Pumpenrad, dessen nachgiebige Flügel in einer ringförmigen Pumpenkammer
umlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizität der Pumpenflügel
(7) derart gewählt ist, daß die erforderlichen Beschleunigungsmomente des Antriebsmotors beim
Anlaufen nicht größer werden als das vom Motor (17) maximal aufbringbare Moment, und daß der
Antriebsmotor (17) in der Anlaufphase Drehschwingungen ausführt.
2. Pumpvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (17) ein
Einphasensynchronmotor ohne Anlaufhilfsmittel ist.
3. Pumpvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einphasensynchronmotor
(17) mit einem dauermagnetischen Läufer versehen ist.
4. Pumpvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Einphasensynchronmotor (17) zweipolig ist.
5. Pumpvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Flügel (7) aus Silikongummi bestehen.
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