EP0639715A1 - Vorrichtung zum Liefern von Flüssigkeit - Google Patents

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EP0639715A1
EP0639715A1 EP94112687A EP94112687A EP0639715A1 EP 0639715 A1 EP0639715 A1 EP 0639715A1 EP 94112687 A EP94112687 A EP 94112687A EP 94112687 A EP94112687 A EP 94112687A EP 0639715 A1 EP0639715 A1 EP 0639715A1
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EP
European Patent Office
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pump
centrifugal pump
space
accumulator
separation chamber
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EP94112687A
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English (en)
French (fr)
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EP0639715B1 (de
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Niels Due Jensen
Gunnar Langgaard
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Grundfos AS
Original Assignee
Grundfos AS
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D9/00—Priming; Preventing vapour lock
    • F04D9/004—Priming of not self-priming pumps
    • F04D9/005—Priming of not self-priming pumps by adducting or recycling liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
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    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0686—Mechanical details of the pump control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0066—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by changing the speed, e.g. of the driving engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps

Definitions

  • the invention relates to a device for supplying liquid according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a device in the form of a domestic waterworks is described in DE-A-23 12 055.
  • the hydraulic, designed as a rigid body storage in the multi-stage pump is incorporated by the storage is provided in a separate, cup-shaped cover for the pump housing, which essentially completely surrounds the storage, the cover of the discharge port of the pump having.
  • This storage arrangement creates a dead, space-consuming water space between the storage and the cover, which is initially supplied from the pressure side of the pump with the discharge flow, which also partially penetrates into the storage, after which it then leaves the pump via the discharge nozzle.
  • the pump impeller of the last impeller stage facing the accumulator is initially covered on the accumulator side with a first wall part, in which this impeller is also guided, after which a further wall part is provided in the direction of the accumulator with external axial connecting pieces lying against the first wall part mentioned.
  • the aforementioned lid the inner storage then lies against this further wall part.
  • the hydraulic accumulator, the pump and its drive motor are arranged along a common axis line and the accumulator is located within the pump, the construction described results in a space-consuming construction of this known domestic waterworks with relatively high manufacturing costs.
  • the water storage volume of the accumulator is relatively small, which in turn means that the pump must be switched on frequently to replenish the water storage supply.
  • Another disadvantage of this known domestic waterworks is that the water pressure drops as the amount of water stored in the downstream water supply system decreases.
  • the motor pump unit has no self-priming device and only switches on again when the minimum pressure is present in the accumulator and remains switched on as long as it is predetermined by the maximum switch-off pressure of the accumulator. This increases the operating costs of the waterworks.
  • US-A-2 763 214 describes a motor-driven centrifugal pump unit with an accumulator with a membrane arranged in the axis line of the motor, in which a common wall with a central water passage opening is provided between the pump impeller and the accumulator.
  • This unit is intended for use in a closed circuit system, the memory being intended to compensate for the pressure fluctuations in the system. Accordingly, the unit is not provided with a self-priming device and cannot be used as a so-called domestic waterworks.
  • the object of the invention is to improve a device for supplying liquid of the type mentioned in such a way that the device can be made even smaller in terms of its outer dimensions and can be self-priming with low-cost production.
  • the compact design of the unit formed from the pump, motor and memory is also achieved in that for the electrical Drive motor a frequency converter is used.
  • the device for changing the frequency of the motor it can also be operated independently of the frequency of the electrical supply network, with the result that an impeller working with optimum efficiency can be selected for the pump, which has the appropriate specific speed according to the desired operating requirements of the pump .
  • a still further advantage of the device, according to a further development feature, is that it always provides a constant water pressure in the supply network or supply point downstream of it. This is achieved by the sensor arranged on the pump, which in turn controls the frequency converter of the motor, so that the pump turns when z. B. from the supply network turns on briefly to maintain the desired water pressure. Overall, this equipment results not only in a smaller construction of the unit consisting of pump and motor, but also in an economical operation of the device.
  • an insert component for improving the efficiency of the centrifugal pump is provided for the separation chamber, which partially prevents the inflow to the secondary opening of the separation chamber and keeps the passage to the pressure port of the centrifugal pumps open.
  • the separation chamber can be designed as a centrifugal separator.
  • the impeller of the centrifugal pump faces the electric motor with its suction mouth, the space between the centrifugal pump and the motor being separated by a partition into a first space facing the centrifugal pump, which interacts with the suction nozzle and the suction mouth of the centrifugal pump. and a second one, facing the engine Space that communicates with the pressure side of the centrifugal pump via a duct.
  • the domestic waterworks consists of a centrifugal pump, generally designated 1, an electric drive motor 2 for the pump, which is attached to one side of the pump, and a hydraulic accumulator 3, which is attached to the opposite side of the pump is.
  • a common foot 4 is provided for the pump 1, the motor 2 and the accumulator 3.
  • a special housing construction of the pump which basically has an inner housing 5 for the pump impeller 6 and an outer housing 7, which surrounds the inner housing 5 at a radial distance and further creates a space 8 for further flow paths within the pump 1
  • the outer housing 7 has a suction port 9 and a pressure port 10 for the pump 1.
  • a separation chamber 11, which is immediately upstream of the pressure port 10 and open to it, and a discharge channel 12 (FIG. 2) are provided, which connects the outlet 13 of the inner housing 5 with the separation chamber 11.
  • the space 8 of the housing 7 further comprises an annular space 14 which surrounds the inner housing 5 circumferentially and in which, in addition to the discharge channel 12, the separation chamber 11 is also partially provided, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the separating chamber has a secondary opening 15 which opens into the annular space 14 in order to provide a backflow of water to the inner housing 5, as will become clear.
  • the impeller of the pump with its suction mouth 6a faces the electric drive motor 2.
  • the space between the pump and the motor is separated by a partition 18 into a first space 19, which faces the pump, and divided into a second space 20 which faces the engine.
  • the second space 20 communicates via a short channel 21 with the pressure side of the pump, so that the seal formation 16 is pressurized with the pumped medium.
  • the first room 19 communicates on the one hand with the suction nozzle 9 and on the other hand with the suction mouth 6a of the pump, as is simply indicated by the arrow 22.
  • the electric drive motor 2 comprises, in a housing 23, an encapsulated stator-rotor unit 24 which is cooled by a partial flow of the conveying medium, as indicated by the arrows 25.
  • a cooling jacket structure 26 is provided, which surrounds the unit 24 cylindrically, as shown in FIG. 1.
  • another cooling structure using a partial delivery flow can also be provided.
  • a frequency converter 27 is fastened in a heat-transferring manner on the cooling jacket structure 26 and in turn interacts with a pressure sensor 29 via a line 28.
  • This pressure sensor works together with the pressure side of the centrifugal pump 1 and is preferably arranged on the separating chamber 11.
  • the water pressure of the pump can act on the sensor 29 via a hole 30 in the chamber 11.
  • the pressure sensor 29 actuates the frequency converter 27 in order to operate and switch the electric motor 2 in accordance with preset values.
  • the storage-side wall area 5a of the inner housing 5 for the pump impeller 6 is provided with an extension 5b which extends essentially radially outwards and which extends as far as FIG. 1 to the outer wall of the housing 7 of the pump 1.
  • the intermediate wall 5a, 5b formed in this way forms a common closing wall of the pump 1 with the hydraulic accumulator 3.
  • the accumulator 3 can be designed wall-free on its side facing the pump 1, so that the housing 31 of the accumulator 3 is essentially one Has pot shape, the open end of which Pump is turned.
  • the intermediate wall 5a, 5b also represents a wall for the store.
  • the hydraulic accumulator 3 contains the usual membrane 32, which divides the accumulator into a water space 33 and into a compressed air space 34, which can be filled by a valve device 35.
  • the membrane is also tightly clamped at its free, bead-like edge 32a at the connection point of the reservoir 3 with the housing 7 of the pump 1.
  • the water space 33 of the reservoir 3 communicates with the pressure side of the inner housing 5 via a first water passage opening 36 in the wall part 5a.
  • the part 5b of the common wall 5a, 5b has at least a second water passage opening 37 in order to form a returning flow path from the annular space 14 to the pressure side of the inner housing 5 for the purpose of self-priming via the water space 33 of the reservoir 3 and the openings 36 and 37.
  • the common wall 5a, 5b is provided with a support structure on the storage side, which can consist, for example, of ribs 38 arranged in a star shape.
  • the separation chamber 11 of the pump 1 is preferably designed as a centrifugal separator, i. H. the flow from the discharge channel 12 enters tangentially into the interior of the chamber 11, as indicated by the opening 12a in FIG. 1.
  • the common wall 5a, 5b which also forms a partial wall part of the discharge channel 12, is provided with a cam 39 projecting towards the inside of the pump, as a result of which the inlet opening 12a of the discharge channel 12 into the chamber is displaced somewhat more inwards from the outermost tangential position.
  • cam 39 has an inwardly inclined flow guidance surface 40.
  • the separation chamber 11 can be provided with an insert part 41.
  • This insert part has a flow channel 42, which connects the discharge channel 12 to the pressure port 10, so that an unimpeded discharge process is possible. Otherwise, the insert part 41 sits in the chamber 11, for. B. with play that the self-priming of the centrifugal pump is reduced, but not prevented, so that still some fluid flows through the secondary opening 15 of the chamber 11 in the annular space 14. As a result, the suction height of the pump 1 is somewhat reduced, but its efficiency is improved compared to the missing insert part 41.
  • the domestic waterworks has a usual minimum amount of water, which is provided in the pump area.
  • the impeller 6 conveys an air-water mixture into the separation chamber 11 via the discharge channel 12, where the air is discharged and discharged via the pressure port 10.
  • the water flows through the secondary opening 15 of the chamber 11 into the annular space 14 and via its lower water passage opening 37 into the water space 33 of the hydraulic accumulator 3. From there it returns via the first water passage opening 36 into the inner pump housing 5, from where it is again , mixed with air, reaches the separation chamber 11 as described. This process takes place until the suction nozzle 9 water is sucked in, which is then followed by the normal conveying process.
  • the self-priming domestic water system can also be used where the self-priming ability of the pump 1 can be significantly reduced.
  • the procedure is such that the described component 41 is inserted into the deposition chamber 11. Then the air separation in the chamber 11 is greatly reduced or essentially canceled, so that the pumped medium is passed directly to the pressure port 10 via the channel 42 of the component 41. A minimum of pumped medium then reaches the returning annular space 14 via the secondary opening 15 of the chamber 11.
  • the hydraulic accumulator can be dimensioned very small in this type of use without losing the property of providing liquid or water at a constant pressure.

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Abstract

Die Vorrichtung zum Liefern von Flüssigkeit enthält eine Kreiselpumpe (1), einen am Pumpengehäuse (7) befestigten hydraulischen Speicher (3), wobei Speicher und Pumpe eine gemeinsame Wand haben, und eine wasserdruckabhängig arbeitende Steuereinrichtung (27, 29) für den Motor. Um hauptsächlich eine sehr kompakte und selbstansaugefähige Bauweise der Vorrichtung zu erzielen, ist die gemeinsame Wand (5a, 5b) zwischen dem Wasserraum (33) des Speichers (3) und dem Laufrad (6) der Kreiselpumpe (1) vorgesehen ist und weist wenigstens zwei Wasserdurchtrittsöffnungen (36, 37) auf, umfaßt die Gehäusekonstruktion der Kreiselpumpe ein Innengehäuse (5) für das Pumpenlaufrad (6) und ein das Innengehäuse umgebendes Außengehäuse (7) mit einem Saugstutzen (9) und einem Druckstutzen (10) zur Ausbildung eines Ringraumes (14) um das Innengehäuse herum und ist vor dem Druckstutzen (10) eine zu diesem offene Abscheidekammer (11) mit einer in den Ringraum (14) ausmündenden Nebenöffnung (15), wobei die Kammer teilweise in den Ringraum hineinragt, und in dem Ringraum (14) ein vom Auslaß (13) des Innengehäuses (5) zu der Abscheidekammer (11) führender Abförderkanal (12) vorgesehen ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Liefern von Flüssigkeit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Eine derartige Vorrichtung in Form eines Hauswasserwerkes ist in der DE-A-23 12 055 beschrieben. Hierbei ist der hydraulische, als starrer Körper ausgebildete Speicher in der mehrstufig ausgeführten Pumpe eingegliedert, indem der Speicher in einem gesonderten, topfförmig ausgebildeten Deckel für das Pumpengehäuse vorgesehen ist, der den Speicher mit Abstand im wesentlichen vollständig umgibt, wobei der Deckel den Abförderstutzen der Pumpe aufweist. Durch diese Speicheranordnung entsteht ein toter, platzraubender Wasserraum zwischen dem Speicher und dem Deckel, der zunächst von der Druckseite der Pumpe mit dem Abförderstrom, der auch teilweise in den Speicher eindringt, versorgt wird, wonach dieser dann die Pumpe über den Abförderstutzen verläßt. Das Pumpenlaufrad der letzten, dem Speicher zugekehrten Laufradstufe ist zunächst mit einem ersten Wandteil, in dem auch dieses Laufrad geführt ist, speicherseitig abgedeckt, wonach in Richtung zum Speicher ein weiteres Wandteil mit äußeren, gegen das genannte erste Wandteil anliegendem Axialstutzen vorgesehen ist. Der vorerwähnte Deckel mit dem inneren Speicher liegt dann an diesem weiteren Wandteil an. Auf der den Pumpenlaufrädern abgekehrten Seite des Deckels bildet dieser mit dem Speicher eine gemeinsame Wand. Obwohl der hydraulische Speicher, die Pumpe und deren Antriebsmotor entlang einer gemeinsamen Achslinie angeordnet sind und sich der Speicher innerhalb der Pumpe befindet, ergibt sich aufgrund der beschriebenen Konstruktion noch eine platzaufwendige Bauweise dieses bekannten Hauswasserwerkes mit relativ hohen Herstellungskosten. Aus der eingekapselten Bauweise des hydraulischen Speichers ergibt sich der weitere Nachteil, daß das Wasserspeichervolumen des Speichers im Verhältnis sehr klein ist, woraus wiederum folgt, daß die Pumpe häufig eingeschaltet werden muß, um den Wasserspeichervorrat wieder aufzufüllen. Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Hauswasserwerkes besteht darin, daß der Wasserdruck mit abnehmender Wasserspeichermenge im nachgeordneten Wasserversorgungsnetz abfällt. Nachteilig ist darüberhinaus ferner, daß die Motorpumpeneinheit keine Selbstansaugeeinrichtung aufweist und sich erst wieder einschaltet, wenn der Mindestdruck im Speicher gegeben ist, und solange eingeschaltet bleibt, wie es durch den maximalen Ausschaltedruck des Speichers vorgegeben ist. Hierdurch erhöhen sich die Betriebskosten des Wasserwerkes.
  • In der US-A-2 763 214 ist ein motorgetriebenes Kreiselpumpenaggregat mit einem in Achslinie des Motors angeordneten Speicher mit Membran beschrieben, bei dem zwischen dem Pumpenlaufrad und dem Speicher eine gemeinsame Wand mit einer zentralen Wasserdurchtrittsöffnung vorgesehen ist. Dieses Aggregat dient zur Verwendung in einem geschlossenen Kreislaufsystem, wobei der Speicher die Druckschwankungen in dem System ausgleichen soll. Demgemäß ist das Aggregat nicht mit einer Selbstansaugeeinrichtung versehen und auch nicht als sogneanntes Hauswasserwerk benutzbar.
  • In den Druckschriften DE-B-11 71 746 und DE-C-31 41 080 sind Kreiselpumpen ohne hydraulischen Speicher, jedoch mit Selbstansaugevorrichtungen beschrieben. Diese Vorrichtungen sind platzraubend ausgeführt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung einer Vorrichtung zum Liefern von Flüssigkeit der einleitend angeführten Art dahingehend, daß die Vorrichtung bei kostengünstiger Herstellung in ihren äußeren Abmessungen noch kleiner gebaut werden kann und selbstansaugefähig ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe geht von der einleitend angeführten Vorrichtung aus und ist in dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben.
  • Durch diese Lösung wird eine sehr kompakte, kostengünstig herstellbare und selbstansaugefähige Bauweise der Vorrichtung erreicht. Hierzu ist der hydraulische Speicher mit seinem Endbereich, der dem Laufrad der Pumpe zugekehrt ist, selbst wandfrei ausgebildet und mit dem Umfang dieses Endbereiches mit dem Pumpengehäuse verbunden, welches die Wandfunktion des Speichers an dieser Stelle mitübernimmt. Abgesehen davon, daß hierdurch eine besondere Deckelkonstruktion und weitere Zwischenwandbauteile der Pumpe entfallen, wird außerdem ein relativ großer Speicherraum erzielt, da der Gehäusedurchmesser des Speichers im wesentlichen dem Durchmesser des Pumpengehäuses entspricht. Das Einschalten und Ausschalten der Pumpe wird dadurch auf im Verhältnis große Zeitintervalle ausgedehnt, wenn aufgrund von Leckverlusten im Versorgungsnetz der minimale Wasserdruck im Speicher eingetreten sein sollte.
  • Die kompakte Bauweise der aus Pumpe, Motor und Speicher gebildeten Einheit wird auch dadurch erreicht, daß für den elektrischen Antriebsmotor ein Frequenzumrichter verwendet wird. Durch die Einrichtung zur Frequenzänderung des Motors kann dieser des weiteren unabhängig von der Frequenz des elektrischen Versorgungsnetzes betrieben werden mit der Folge, daß für die Pumpe ein mit optimalem Wirkungsgrad arbeitendes Laufrad gewählt werden kann, das entsprechend den gewünschten Betriebsanforderungen der Pumpe die passende spezifische Drehzahl hat. Ein noch weiterer Vorteil der Vorrichtung besteht nach einem Weiterbildungsmerkmal darin, daß sie immer einen konstanten Wasserdruck in dem ihr nachgeordneten Versorgungsnetz bzw. Abnahmestelle zur Verfügung stellt. Dies wird durch den an der Pumpe angeordneten Sensor erreicht, der seinerseits den Frequenzumrichter des Motors steuert, so daß sich die Pumpe bei Wasserentnahme z. B. aus dem Versorgungsnetz kurzzeitig einschaltet, um den gewünschten Wasserdruck aufrechtzuerhalten. Insgesamt ergibt sich durch diese Ausrüstung neben einer kleineren Bauweise der Einheit aus Pumpe und Motor auch eine kostengünstige Betriebsweise der Vorrichtung.
  • In einer anderen weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist für die Abscheidekammer ein Einsatzbauteil zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Kreiselpumpe vorgesehen, welches die Zuströmung zu der Nebenöffnung der Abscheidekammer teilweise unterbindet und den Durchgang zum Druckstutzen der Kreiselpumpen offenhält. Die Abscheidekammer kann als Fliehkraftabscheider ausgebildet sein.
  • In einer noch weiteren Ausführungsform ist das Laufrad der Kreiselpumpe mit seinem Saugmund dem elektrischen Motor zugekehrt, wobei der Raumbereich zwischen der Kreiselpumpe und dem Motor durch eine Trennwand in einen ersten, der Kreiselpumpe zugekehrten Raum, der mit dem Saugstutzen und dem Saugmund der Kreiselpumpe zusammenwirkt, und in einen zweiten, dem Motor zugekehrten Raum, der über einen Kanal mit der Druckseite der Kreiselpumpe kommuniziert, aufgeteilt ist. Hierdurch ist eine einfache Zuleitung vom Saugstutzen der Pumpe zum Saugmund des Laufrades geschaffen und ferner gleichzeitig eine eventuell vorgesehene Wellenabdichtung zum Motor hin druckbeaufschlagt, die somit voll funktionsfähig bleibt und die Verwendung eines trockenlaufenden Motorrotors erlaubt, z. B. wenn der Motor durch eine Außenkühlungseinrichtung gekühlt wird.
  • Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel in Form eines Hauswasserwerkes,
    Fig. 2
    einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1 mit weggelassener Zwischenwand,
    Fig. 3
    einen Ausschnitt aus Fig. 2,
    Fig. 4
    eine teilweise Ansicht auf eine Ausbildung zur Selbstansaugekonstruktion der Pumpe,
    Fig. 5
    eine teilweise Darstellung gemäß dem Pfeil A in Fig. 4.
  • Gemäß Fig. 1 besteht das Hauswasserwerk aus einer allgemein mit 1 bezeichneten Kreiselpumpe, einem elektrischen Antriebsmotor 2 für die Pumpe, der an der einen Seite der Pumpe befestigt ist, und aus einem hydraulischen Speicher 3, der auf der gegenüberliegenden Seite der Pumpe an dieser befestigt ist. Für die Pumpe 1, den Motor 2 und den Speicher 3 ist ein gemeinsamer Fuß 4 vorgesehen.
  • Für die Selbstansaugefähigkeit der Kreiselpumpe 1 ist eine besondere Gehäusekonstruktion der Pumpe vorgesehen, die grundsätzlich ein Innengehäuse 5 für das Pumpenlaufrad 6 und ein Außengehäuse 7 aufweist, welches das Innengehäuse 5 mit radialem Abstand umgibt und weiter einen Raum 8 schafft für weitere Strömungswege innerhalb der Pumpe 1. Das Außengehäuse 7 weist einen Saugstutzen 9 und einen Druckstutzen 10 für die Pumpe 1 auf.
  • In dem Raum 8 des Außengehäuses 7 sind eine Abscheidekammer 11, die dem Druckstutzen 10 unmittelbar vorgelagert und zu diesem hin offen ist, und ein Abförderkanal 12 (Fig. 2) vorgesehen, der den Auslaß 13 des Innengehäuses 5 mit der Abscheidekammer 11 verbindet. Der Raum 8 des Gehäuses 7 umfaßt ferner einen Ringraum 14, der das Innengehäuse 5 umfangsmäßig umgibt und in dem neben dem Abförderkanal 12 teilweise auch die Abscheidekammer 11 vorgesehen ist, wie es die Fig. 1 und 2 zeigen. Die Abscheidekammer weist eine Nebenöffnung 15 auf, die in den Ringraum 14 ausmündet, um eine Wasserrückströmung zum Innengehäuse 5 vorzusehen, wie es noch klar wird.
  • Um eine einfache Zuströmung vom Saugstutzen 9 des Außengehäuses 7 zum Laufrad 6 im Innengehäuse 5 zu erhalten, ist das Laufrad der Pumpe mit seinem Saugmund 6a dem elektrischen Antriebsmotor 2 zugekehrt. Um hierbei zu gewährleisten, daß die eventuell vorgesehene, pumpenseitige Dichtungsausbildung 16 der gemeinsamen Welle 17 von Pumpe und Motor voll funktionsfähig bleibt, ist der Raumbereich zwischen der Pumpe und dem Motor durch eine Trennwand 18 in einen ersten Raum 19, der der Pumpe zugewandt ist, und in einen zweiten Raum 20, der dem Motor zugekehrt ist, aufgeteilt. Der zweite Raum 20 kommuniziert über einen kurzen Kanal 21 mit der Druckseite der Pumpe, so daß die Dichtungsausbildung 16 mit unter Druck stehendem Fördermedium beaufschlagt wird. Der erste Raum 19 kommuniziert einerseits mit dem Saugstutzen 9 und andererseits mit dem Saugmund 6a der Pumpe, wie es vereinfacht durch den Pfeil 22 angegeben ist.
  • Der elektrische Antriebsmotor 2 umfaßt in einem Gehäuse 23 eine gekapselte Stator-Rotor-Einheit 24, die von einem Teilförderstrom des Fördermediums gekühlt wird, wie es durch die Pfeile 25 angedeutet ist. Hierzu ist ein Kühlmantelaufbau 26 vorgesehen, der die Einheit 24 zylindrisch umgibt, wie Fig. 1 zeigt. Alternativ kann auch ein anderer, einen Teilförderstrom benutzender Kühlaufbau vorgesehen sein.
  • Auf dem Kühlmantelaufbau 26 ist ein Frequenzumrichter 27 wärmeübertragend befestigt, der seinerseits über eine Leitung 28 mit einem Drucksensor 29 zusammenwirkt. Dieser Drucksensor arbeitet mit der Druckseite der Kreiselpumpe 1 zusammen und ist vorzugsweise an der Abscheidekammer 11 angeordnet. Über ein Loch 30 in der Kammer 11 kann der Wasserdruck der Pumpe den Sensor 29 beaufschlagen. Abhängig vom Wasserdruck in der Abscheidekammer 11 betätigt der Drucksensor 29 den Frequenzumrichter 27, um den elektrischen Motor 2 gemäß voreingestellten Werten bedarfsgerecht zu betreiben und zu schalten.
  • Der speicherseitige Wandbereich 5a des Innengehäuses 5 für das Pumpenlaufrad 6 ist mit einer sich im wesentlichen radial nach außen erstreckenden Verlängerung 5b versehen, die gemäß Fig. 1 bis zur Außenwand des Gehäuses 7 der Pumpe 1 heranreicht. Die so gebildete Zwischenwand 5a, 5b bildet eine gemeinsame abschließende Wand der Pumpe 1 mit dem hydraulischen Speicher 3. Durch diese Konstruktion kann der Speicher 3 auf seiner der Pumpe 1 zugekehrten Seite wandfrei ausgebildet sein, so daß das Gehäuse 31 des Speichers 3 im wesentlichen eine Topfform aufweist, deren offenes Ende der Pumpe zugekehrt ist. Insofern stellt die Zwischenwand 5a, 5b auch eine Wand für den Speicher dar.
  • Der hydraulische Speicher 3 enthält die übliche Membran 32, die den Speicher in einen Wasserraum 33 und in einen Druckluftraum 34, der durch eine Ventileinrichtung 35 auffüllbar ist, aufgeteilt ist. Die Membran ist weiterhin an ihrem freien, wulstartigen Rand 32a an der Verbindungsstelle des Speichers 3 mit dem Gehäuse 7 der Pumpe 1 dichtend eingeklemmt. Über eine erste Wasserdurchtrittsöffnung 36 in dem Wandteil 5a steht der Wasserraum 33 des Speichers 3 mit der Druckseite des Innengehäuses 5 in Verbindung. Der Teil 5b der gemeinsamen Wand 5a, 5b weist wenigstens eine zweite Wasserdurchtrittsöffnung 37 auf, um über den Wasserraum 33 des Speichers 3 und die Öffnungen 36 und 37 einen rückführenden Strömungsweg vom Ringraum 14 zur Druckseite des Innengehäuses 5 zum Zweck des Selbstansaugens zu bilden.
  • Um eine schonende Anlage der Membran 32 an der Pumpe 1 zu gewährleisten, ist die gemeinsame Wand 5a, 5b mit einer speicherseitigen Stützkonstruktion versehen, die beispielsweise aus sternförmig angeordneten Rippen 38 bestehen kann.
  • Die Abscheidekammer 11 der Pumpe 1 ist vorzugsweise als Fliehkraftabscheider ausgebildet, d. h. der Förderstrom aus dem Abförderkanal 12 tritt tangential in das Innere der Kammer 11 ein, wie es durch die Öffnung 12a in Fig. 1 angedeutet ist.
  • Die gemeinsame Wand 5a, 5b, die auch einen teilweisen Wandteil des Abförderkanales 12 bildet, ist mit einem zum Pumpeninneren hin vorstehenden Nocken 39 versehen, wodurch die Eintrittsöffnung 12a des Abförderkanales 12 in die Kammer aus der äußersten tangentialen Lage etwas mehr nach einwärts versetzt ist. Im Einmündungsbereich zur Kammer 11 weist der Nocken 39 eine nach innen geneigte Strömungslenkungsfläche 40 auf. Dadurch erhält der in die Kammer 11 eintretende Förderstrom eine weniger tangentiale Einströmungsrichtung, die sich günstig auf die Luftabscheidung aus dem Förderstrom in der Kammer 11 auswirkt.
  • In einer abgeänderten Ausführungsform kann die Abscheidekammer 11 mit einem Einsatzteil 41 versehen sein. Dieses Einsatzteil weist einen Strömungskanal 42 auf, der den Abförderkanal 12 mit dem Druckstutzen 10 verbindet, so daß ein ungehinderter Abfördervorgang möglich ist. Im übrigen sitzt das Einsatzteil 41 derart in der Kammer 11, z. B. mit Spiel, daß die Selbstansaugefähigkeit der Kreiselpumpe zwar vermindert, aber nicht unterbunden ist, so daß immer noch etwas Fördermedium über die Nebenöffnung 15 der Kammer 11 in den Ringraum 14 strömt. Hierdurch ist zwar die Saughöhe der Pumpe 1 etwas gemindert, aber deren Wirkungsgrad im Vergleich zu fehlendem Einsatzteil 41 verbessert.
  • Nachstehend ist eine Funktionsbeschreibung für das selbstansaugefähige Hauswasserwerk gegeben. Für diesen Betrieb weist das Hauswasserwerk eine übliche Mindestwassermenge auf, die im Pumpenbereich vorgesehen ist. Bei eingeschalteter Pumpe 1 fördert das Laufrad 6 über den Abförderkanal 12 ein Luft-Wasser-Gemisch in die Abscheidekammer 11, wo die Luft ausgeschieden und über den Druckstutzen 10 abgeleitet wird. Das Wasser fließt über die Nebenöffnung 15 der Kammer 11 in den Ringraum 14 und über dessen untere Wasserdurchtrittsöffnung 37 in den Wasserraum 33 des hydraulischen Speichers 3. Von dort gelangt es über die erste Wasserdurchtrittsöffnung 36 wieder zurück in das innere Pumpengehäuse 5, von wo es wieder, vermischt mit Luft, wie beschrieben in die Abscheidekammer 11 gelangt. Dieser Vorgang findet solange statt, bis über den Saugstutzen 9 Wasser eingesaugt wird, woran sich dann der normale Fördervorgang anschließt.
  • Das selbstansaugefähige Hauswasserwerk kann auch dort eingesetzt werden, wo die Selbstansaugefähigkeit der Pumpe 1 wesentlich herabgesetzt sein kann. In diesem Fall wird so vorgegangen, daß in die Abscheidekammer 11 das beschriebene Bauteil 41 eingesetzt wird. Dann ist die Luftabscheidung in der Kammer 11 stark gemindert oder im wesentlichen aufgehoben, so daß das Fördermedium über den Kanal 42 des Bauteiles 41 direkt zum Druckstutzen 10 geleitet wird. Über die Nebenöffnung 15 der Kammer 11 gelangt dann noch ein Minimum an Fördermedium in den rückführenden Ringraum 14.
  • Obwohl die Erfindung vorstehend an einem Hauswasserwerk erläutert ist, kann sie auch als Pumpenaggregat eingesetzt werden. Der hydraulische Speicher kann bei dieser Verwendungsart sehr klein bemessen werden, ohne daß die Eigenschaft verlorengeht, Flüssigkeit bzw. Wasser mit einem konstanten Druck zur Verfügung zu stellen.
  • Besondere Einsatzgebiete sind hierbei z. B. die Bewässerung von Gärten und Gewächshäusern, die Verwendung in Spritzanlagen für Pflanzen- und Holzschutzmittel, aber auch in Farbspritzanlagen sowie die Verwendung in Regenwassernutzungsanlagen.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum Liefern von Flüssigkeit, enthaltend eine Kreiselpumpe (1) mit einem Laufrad (6) und einer dieses aufnehmenden Gehäusekonstruktion (7), einen elektrischen Motor (2) für den Antrieb der Pumpe (1), einen an der Gehäusekonstruktion (7) befestigten hydraulischen Speicher (3) mit einer inneren Membran (32), wobei der Wasserraum des Speichers dem Laufrad (6) der Pumpe (1) zugekehrt ist und wobei eine gemeinsame Wand für den Speicher und die Pumpe vorgesehen ist, und eine wasserdruckabhängig arbeitende, einen Drucksensor (29) aufweisende Steuereinrichtung (27) für den elektrischen Motor, dadurch gekennzeichnet,
    - daß die gemeinsame Wand (5a, 5b) zwischen dem Wasserraum (33) des Speichers (3) und dem Laufrad (6) der Kreiselpumpe (1) vorgesehen ist und wenigstens eine Wasserdurchtrittsöffnung (36) aufweist,
    - daß die Gehäusekonstruktion der Kreiselpumpe (1) zur Ausbildung von deren Selbstansaugefähigkeit ein Innengehäuse (5) für das Pumpenlaufrad (6) und ein das Innengehäuse umgebendes Außengehäuse (7) mit einem Saugstutzen (9) und einem Druckstutzen (10) zur Ausbildung eines Ringraumes (14) um das Innengehäuse herum umfaßt,
    - daß vor dem Druckstutzen (10) eine zu diesem offene Abscheidekammer (11) mit einer in den Ringraum (14) ausmündenden Nebenöffnung (15), wobei die Kammer teilweise in den Ringraum hineinragt, und in dem Ringraum (14) ein vom Auslaß (13) des Innengehäuses (5) zu der Abscheidekammer (11) führender Abförderkanal (12) vorgesehen ist
    - und daß die gemeinsame Wand (5a, 5b) einen seitlichen Wandteil (5b) für den Ringraum (14) mitbildet und wenigstens eine weitere Wasserdurchtrittsöffnung (37) aufweist, um über den Wasserraum (33) des hydraulischen Speichers (3) einschließlich der ersten Wasserdurchtrittsöffnung (36) einen rückführenden Strömungweg vom Ringraum (14) zur Druckseite des Innengehäuses (5) zu bilden.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abscheidekammer (11) ein Einsatzbauteil (41) zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Kreiselpumpe (1) vorgesehen ist, welches die Zuströmung zu der Nebenöffnung (15) der Abscheidekammer teilweise unterbindet und den Durchgang zum Druckstutzen (10) der Kreiselpumpe offenhält.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidekammer (11) als Fliehkraftabscheider ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Wand (5a, 5b) auch einen teilweisen Wandteil des Abförderkanals (12) bildet und daß dieser Wandteil im Einmündungsbereich zur Abscheidekammer (11) eine nach innen geneigte Strömungslenkungsfläche (40) aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der gemeinsamen Wand (5a, 5b) der Kreiselpumpe (1) und des hydraulischen Speichers (3) eine speicherseitige Stützkonstruktion (38) für die Anlage der Membran (32) des hydraulischen Speichers vorgesehen ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen an dem Antriebsmotor (2) befestigten Frequenzumrichter (27) umfaßt und daß der dem Frequenzumrichter (27) steuerungstechnisch zugeordnete Drucksensor (29) an der Abscheidekammer (11) angeordnet und von deren Innenraum aus mit dem Druck des abgehenden Fördermediums beaufschlagbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (6) der Kreiselpumpe (1) mit seinem Saugmund (6a) dem Antriebsmotor (2) zugekehrt ist und daß der Raumbereich zwischen der Kreiselpumpe (5, 6) und dem Motor (2) durch eine Trennwand (18) in einen ersten, der Kreiselpumpe zugekehrten Raum (19), der mit dem Saugstutzen (9) und dem Saugmund (6a) der Kreiselpumpe (1) zusammenwirkt, und in einen zweiten, dem Motor (2) zugekehrten Raum (20) aufgeteilt ist, der über einen Kanal (21) mit dem Druckbereich der Kreiselpumpe (5, 6) verbunden ist und über diesen Kanal mit Druckfluid von der Kreiselpumpe versorgt wird.
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