DE3814948A1 - Ueberlastsicherung fuer kreiselpumpen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überlastsicherung für Kreiselpumpen zur Förderung von Flüssigkeiten mit chemisch aggressiven Stoffen und/oder abrasiven Stoffen, die Tempe­ raturmeßfühler aufweisen, welche über Leitungen mit einem Komparator verbunden sind, in dem ein Vergleich des Tempe­ ratur-Ist-Wertes mit einem Temperatur-Soll-Wert erfolgt, und der seinerseits wiederum über Leitungen mit einer Ver­ stelleinrichtung eines Auslaßventils und/oder mit einer Signaleinrichtung oder mit einer Schalteinrichtung in Ver­ bindung steht, die bei einer Abweichung des Ist-Wertes vom Soll-Wert das Auslaßventil öffnet und/oder ein akustisches oder optisches Signal auslöst oder den Pumpenantriebsmotor abschaltet.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 28 679 ist eine Überlastsicherung für Rotationspumpen obiger Bauart be­ kannt, die mit zwei Temperaturmeßfühlern ausgestattet ist, von denen der eine Temperaturmeßfühler in der Pumpenein­ strömleitung und der andere Temperaturmeßfühler in einer innerhalb der Pumpe angeordneten Kammer angeordnet ist, durch die im Betrieb der Pumpe ein vom Hauptstrom der För­ derflüssigkeit abgezweigter Teilstrom hindurchgeführt wird. Von diesen beiden Temperaturmeßfühlern, die hierbei direkt in das von der Pumpe geförderte Flüssigkeitsmedium eintauchen, wird die Temperatur des Flüssigkeitsmediums erfaßt und bei Überschreitung eines vorbestimmten Tempe­ ratursollwertes über eine Steuereinrichtung ein an der Pumpenaustrittsleitung angeordnetes Auslaßventil geöffnet und/oder ein akustisches oder optisches Signal ausgelöst.

Diese bekannte Überlastsicherung für Pumpen ist jedoch in ihrem konstruktiven Aufbau nicht nur verhältnismäßig auf­ wendig und kompliziert, sondern sie ist auch sehr störan­ fällig. Dies insbesondere deshalb, weil die Temperaturmeß­ fühler direkt in das von der Pumpe geförderte Flüssig­ keitsmedium eintauchen und von den in der Förderflüssig­ keit befindlichen chemisch aggressiven Stoffen und/oder abrasiven Feststoffen in verhältnismäßig kurzer Zeit beschädigt oder gar zerstört werden können. Andererseits besteht hier bei der Förderung von Flüssigkeiten mit klebrigen Materialien die Gefahr, daß es an den Tempera­ turmeßfühlern zu Feststoffablagerungen und Anbackungen kommt, die zu einer Verfälschung der Temperaturmeßwerte führen und dadurch die Funktionsfähigkeit der Überlastsi­ cherung beeinträchtigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überlastsicherung für Kreiselpumpen zu schaffen, die eine von der Förderflüssig­ keit berührungsfreie Erfassung der Temperatur der Förder­ flüssigkeit in der Pumpe ermöglicht und sich durch ihre einfache Bauweise und hohe Betriebssicherheit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Auslaßventil und die Temperaturmeßfühler in der Wandung des Spiralge­ häuses der Pumpe angeordnet sind, wobei die Temperaturmeß­ fühler im Körper der Wandung des Spiralgehäuses, und zwar mit Abstand von der inneren Wandfläche angeordnet sind. Auf diese Weise kommen die Temperaturmeßfühler nicht mit dem flüssigen Fördermedium in Verbindung und sind daher vor Verschleiß, Anbackungen und/oder sonstigen nachteili­ gen Einflüssen auf die Temperaturmessung sicher geschützt. Die Temperaturmeßfühler sind daher stets funktionsfähig und betriebssicher, so daß hierdurch auf sehr einfache Weise ein sicherer Schutz der Pumpe vor Überlastung oder gar Zerstörung gewährleistet ist. Auch wird durch die An­ ordnung des Auslaßventils direkt am Pumpengehäuse ein im Störfall besonders rascher Druckabbau in der Pumpe gewähr­ leistet. Im übrigen zeichnet sich diese Überlastsicherung auch durch ihren einfachen konstruktiven Aufbau aus.

Um die Überwachung und Wartung sowie die Montage und Demontage des Auslaßventils und der Temperaturmeßfühler besonders zu erleichtern, sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das Auslaßventil und die Temperaturmeßfühler eine Baueinheit bildend unmittelbar nebeneinander am Pum­ pengehäuse angeordnet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er­ findung ist zwischen dem äußeren Ende des Schaftes und dem Deckel ein Federträger so angeordnet, daß zwischen dem Federträger und dem Deckel ein axialer Bewegungsspielraum verbleibt. Durch diesen Bewegungsspielraum zwischen dem Federträger und dem Deckel wird sehr vorteilhaft schon bei geringen, über den Betriebsdruck in der Pumpe hinausgehen­ den Druckschwankungen eine axiale Verschiebung bzw. Bewe­ gung des Ventilkörpers entgegen dem Federdruck bewirkt und dadurch Anbackungen, Ablagerungen oder Verklebungen zwi­ schen der Bohrungswand und dem Ventilkörper mit Sicherheit vermieden. Das Auslaßventil gemäß der Erfindung wird auf diese Weise stets funktionsfähig gehalten.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand eines in der Zeichnung im Teil­ längsschnitt schematisch dargestellten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.

Wie die Zeichnung zeigt, sind in der Wandung (1) des Spiralgehäuses der Kreiselpumpe Temperaturmeßfühler (2) und (3) angeordnet, die über Leitungen (4) und (5) mit einem Komparator (6) verbunden sind, in dem ein Vergleich des Temperatur-Ist-Wertes mit einem Temperatur-Soll-Wert erfolgt. Ausgangsseitig sind am Komparator (6) zwei Sig­ nalleitungen (7) und (8) angeschlossen, von denen die Lei­ tung (7) über einen Schaltkasten (9 a) mit einem Elektro­ magnet (9) in Verbindung steht, während die Leitung (8) mit einer akustischen und/oder optischen Signaleinrichtung (10) verbunden ist. Statt der Signaleinrichtung (10) oder zusätzlich zur Signaleinrichtung (10) kann auch sehr vor­ teilhaft eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte, an sich bekannte Abschalteinrichtung des Pumpenantriebes vorgesehen werden.

In der Wandung (1) des Pumpengehäuses ist ferner ein Aus­ laßventil (11) angeordnet, das aus einem mit der Wandung (1) des Pumpengehäuses lösbar verbundenen Gehäuse (12) mit seitlichen Öffnungen (13) und zylindrischer Ausnehmung (14) besteht, in der der eine Bohrung (15) im Pumpengehäu­ se dicht verschließende Ventilkörper (16) in Achsrichtung beweglich geführt ist. Der Ventilkörper (16) ist hierbei sehr vorteilhaft mit einer hochverschleißfesten Schutz­ schicht (17) versehen, die die Bohrung (15) in der Wandung (1) des Pumpengehäuses mit der inneren Wandfläche (18) konform abschließt. Der Ventilkörper (16) ist ferner über einen im Gehäuse (12) axial beweglich geführten Schaft (19) mit einem am äußeren Schaftende angeordneten aus­ wechselbaren Federträger (19′) mit Druckfeder (20) verbun­ den, die sich gegenüber einen im Federträger (19′) axial­ und drehbeweglich geführten, haubenförmig ausgebildeten Deckel (21) abstützt. Der unter Federdruck stehende Deckel (21) wird von einem mit der Ankerstange (9 b) des Elektro­ magneten (9) justier- und lösbar verbundenen Riegel (22), der in einer am Ventilgehäuse (12) befestigten Konsole (23) axial beweglich (Pfeil 24) geführt ist, in der in der Zeichnung dargestellten Lage festgehalten. Um die Anker­ stange (9 b) des Elektromagneten (9) von den Querkräften zu entlasten, wird der Riegel (22) sehr vorteilhaft auf einem in der Konsole (23) angeordneten Wälzlager (25) abge­ stützt. Der mit der Ankerstange (9 b) des Elektromagneten (9) in Verbindung stehende Riegel (22) wird im Überlast­ fall der Pumpe nach oben hin zurückgezogen und dadurch der mit dem Schaft (19) des Auslaßventils (11) in Verbindung stehende Deckel (21) freigegeben, so daß der Ventilkörper (16) zusammen mit dem Schaft (19), dem Federträger (19′), der Druckfeder (20) und dem Deckel (21) frei nach außen in die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Lage nach rechts ausweichen kann. In der so definierten Lage wird der Elektromagnet (9) mit seiner Ankerstange (9 b) ohne Zentrierung nur auf Reibschluß mit dem Gehäuse (12) verschraubt.

Das Gehäuse (12) des Auslaßventils (11) ist einfach außen an der Wandung (1) des Spiralgehäuses aufgesetzt und mit diesem durch Schrauben (26) verbunden, so daß es von außen her sehr leicht montiert und demontiert werden kann. Zwischen dem Gehäuse (12) des Auslaßventils (11) und der Wandung (1) des Pumpengehäuses ist ein Ringkanal (27) angeordnet, der durch entsprechende, im Querschnitt halb­ kreisförmige Ausnehmungen in der Wandung (1) und im Aus­ laßventilgehäuse (12) gebildet wird. In diesem Ringkanal (27) sind die von den Temperaturmeßfühlern (2) und (3) ausgehenden, über Bohrungen (28, 29) in den Ringkanal (27) führende Leitungen (4) und (5) verlegt und von dort nach oben zum Komparator (6) geführt. Die Temperaturmeßfühler (2, 3), das Auslaßventil (11), der Elektromagnet (9), die mit dem Elektromagnet (9) in Wirkverbindung stehende Ver­ riegelungsvorrichtung (22, 23, 24, 25) sowie die Ver­ stell- und Signaleinrichtungen (6, 9 a, 10) sind hierbei sehr vorteilhaft zu einer von außen jederzeit leicht zugängigen und einfach montierbaren kompakten Baueinheit zusammengefaßt, die zum Schutz vor Staub und dgl. nach außen hin durch ein Blechgehäuse (30) abgeschlossen ist.

Im Betrieb der Kreiselpumpe wird die Temperatur der von der Pumpe geförderten Medien mit Hilfe der Temperaturmeß­ fühler (2) und (3), die vorzugsweise mit Hilfe von kalt härtbarem Kunstharz am Boden der Bohrungen (28, 29) be­ festigt sind, gemessen und die Meßwerte über die Leitungen (4) und (5) dem Komparator (6) zugeführt, in dem sie mit einem vorgegebenen Temperatur-Soll-Wert verglichen werden. Bei Überschreitung des vorgegebenen Temperatur-Soll-Wertes wird durch einen im Komparator (6) ausgelösten Impuls über die Leitung (7) und Schaltkasten (9 a) der Elektromagnet (9) eingeschaltet und von diesem die Ankerstange (9 b) mit Riegel (22) der Verriegelungsvorrichtung in Pfeilrichtung (24) nach oben gezogen und dadurch die am Deckel (21) des Auslaßventils (11) angreifende Verriegelung aufgehoben und unter Einwirkung des Pumpeninnendruckes der Ventilkörper (16) zusammen mit dem Schaft (19), Feder (20) und Deckel (21) in die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Lage nach rechts entlang der gestrichelten Mittellinie (L) bis zur Wandung des Gehäuses (30) verschoben. Das in der Pumpe unter Druck stehende flüssige Medium kann nun durch die vom Ventilkörper (16) freigegebene Bohrung (15) in der Wandung (1) des Pumpengehäuses und anschließend durch die Öffnungen (13) im Auslaßventil (11) nach außen aus der Pumpe austreten. Sobald Druck und Temperatur des flüssigen Mediums in der Pumpe auf die normalen Betriebswerte abge­ sunken sind, wird die Überlastsicherung nach dem Anspre­ chen wieder in die in der Zeichnung dargestellte Schließ­ stellung gebracht. Hierfür ist im Gehäuse (30) eine Öffnung (31) verdeckende Verschlußschraube (30 a) mit Flansch (30 b) vorgesehen. Nach Entfernen der Verschluß­ schraube (30 a) wird durch die Öffnung (31) ein passendes Werkzeug eingeführt, das in der Anbohrung (21′) des Deckels (21) Zentrierung und Anschlag findet. Mit Hilfe des Werkzeuges wird der Ventilkörper (16) zusammen mit dem Schaft (19), dem Federträger (19′) mit Feder (20) und Deckel (21) in die in der Zeichnung dargestellte Schließ­ stellung nach links verschoben, der Elektromagnet (9) aus­ geschaltet und dadurch der Riegel (22) nach untenfallend in die Sperrposition gebracht.

Die Druckfeder (20), die vorzugsweise aus Tellerfedern besteht, erhält zweckmäßigerweise eine Vorspannung, die über den im Betrieb der Pumpe auftretenden Förderdruck liegt. Um Anbackungen, Ablagerungen oder Verklebungen zwi­ schen der Bohrungswand (15) im Spiralgehäuse und dem Ven­ tilkörper (16) sicher zu vermeiden, ist sehr vorteilhaft zwischen dem Federträger (19′) und dem Deckel (21) ein axialer Bewegungsspielraum (20′) vorgesehen, der schon bei geringen, über den Betriebsdruck hinausgehenden Druck­ schwankungen in der Kreiselpumpe eine axiale Verschiebung bzw. Bewegung entgegen dem Druck der Feder (20) zuläßt und dadurch den Ventilkörper (16) vor Anbackungen oder dgl. bewahrt. Dabei kann zwischen dem Ventilkörper (16) und der Bohrung (15) Sickerwasser nach außen austreten, wodurch eine Freispülung der Bohrung (15) von eventuellen Fest­ stoffen oder dgl. bewirkt wird.

Auf diese Weise wird einerseits vom Ventilkörper (16) die Bohrung (15) in der Wandung (1) des Pumpengehäuses stets dicht und konform mit der inneren Wandfläche (18) des Pumpengehäuses abgeschlossen und andererseits eine hohe und stets sichere Funktionsfähigkeit des Auslaßventils (11) gewährleistet.

Um den Ventilkörper (16) vor vorzeitigem Verschleiß zu schützen, ist dieser sehr vorteilhaft mit einer Ver­ schleißschutzschicht (17), die aus Sinterkeramik, Silici­ umcarbit oder dgl. bestehen kann, versehen. Im übrigen sind die Temperaturmeßfühler (2) und (3) gemäß der Erfin­ dung im Körper der Wandung (1) des Pumpengehäuses mit Abstand (d) von der inneren Wandfläche (18) angeordnet, wodurch sie sehr vorteilhaft ringsum von jeglichen nach­ teiligen Einflüssen sicher geschützt und daher stets be­ triebssicher sind. Im allgemeinen würde bei dieser erfin­ dungsgemäß ausgebildeten Überlastsicherung zur Messung der Innentempertur der Pumpe bzw. des Fördermediums auch ein Temperaturmeßfühler ausreichen; jedoch wird durch die Anordnung eines zweiten Temperaturmeßfühlers die Tempera­ turmeßsicherheit noch wesentlich erhöht. Zusätzlich oder auch unabhängig von der vorhin anhand der Zeichnung be­ schriebenen mechanischen Überlastsicherung gemäß der Erfindung kann bei einer Abweichung des von den Tempera­ turmeßfühlern (2) und (3) erfaßten Temperatur-Ist-Wertes von dem im Komparator (6) vorgegebenen Temperatur-Soll- Wert auch über die am Komparator (6) angeschlossene Lei­ tung (8) ein in der Signaleinrichtung (10) vorgesehenes akustisches oder optisches Signal ausgelöst und dadurch das Bedienungspersonal auf auftretende Störungen an der Pumpe aufmerksam gemacht werden. Anstelle der Signalein­ richtung (10) oder auch zusätzlich zu dieser Signalein­ richtung kann sehr vorteilhaft eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte, an sich bekannte Abschalteinrichtung des Pumpenantriebes vorgesehen werden.

Im übrigen kann die erfindungsgemäß ausgebildete und am Pumpengehäuse angeordnete Überlastsicherung nicht nur bei Kreiselpumpen mit Vorteil angewandt werden, sondern mit ebendenselben Vorteilen auch bei beliebig anderen Pumpen. Insbesondere läßt sich die Überlastsicherung gemäß der Erfindung bei bereits im Betrieb befindlichen Pumpen auch noch nachträglich sehr leicht anbringen.

Claims (5)

1. Überlastsicherung für Kreiselpumpen zur Förderung von Flüssigkeiten mit chemisch aggressiven Stoffen und/oder abrasiven Feststoffen, die Temperaturmeß­ fühler aufweisen, welche über Leitungen mit einem Komparator verbunden sind, in dem ein Vergleich des Temperatur-Ist-Wertes mit einem Temperatur-Soll-Wert erfolgt, und der seinerseits wiederum über Leitungen mit einer Verstelleinrichtung eines Auslaßventils und/oder mit einer Signaleinrichtung oder mit einer Schalteinrichtung in Verbindung steht, die bei einer Abweichung des Ist-Wertes vom Soll-Wert das Auslaß­ ventil öffnet und/oder ein akustisches oder opti­ sches Signal auslöst oder den Pumpenantriebsmotor abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaß­ ventil (11) und die Temperaturmeßfühler (2, 3) in der Wandung (1) des Spiralgehäuses der Pumpe ange­ ordnet sind, wobei die Temperaturmeßfühler (2, 3) im Körper der Wandung (1) des Spiralgehäuses, und zwar mit Abstand (d) von der inneren Wandfläche (18) angeordnet sind.

2. Überlastsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Auslaßventil (11) und die Tempera­ turmeßfühler (2, 3) eine Baueinheit bildend, unmit­ telbar nebeneinander am Pumpengehäuse angeordnet sind.

3. Überlastsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil (11) aus einem mit der Wandung (1) des Pumpengehäuses lösbar verbundenen Gehäuse (12) mit seitlichen Öffnungen (13) und zylindrischer Ausnehmung (14) besteht, in der der eine Bohrung (15) im Pumpengehäuse dicht verschließende Ventilkörper (16) in Achsrichtung be­ weglich geführt ist.

4. Überlastsicherung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilkörper (16) über einen im Gehäuse (12) axial beweglich geführten Schaft (19) mit am äußeren Schaftende angeordenter Druckfeder (20) und Deckel (21) mit einer elektromagnetisch betätigten Verriegelungsvorrichtung (22, 23, 24, 25) in Wirkverbindung steht.

5. Überlastsicherung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem äußeren Ende des Schaftes (19) und dem Deckel (21) ein Federträger (19′) so angeordnet ist, daß zwischen dem Federträger (19′) und dem Deckel (21) ein axialer Bewegungsspielraum (20′) verbleibt.