AT502338B1

AT502338B1 - Pumpe zur förderung eines flüssigen medium

Info

Publication number: AT502338B1
Application number: AT0140605A
Authority: AT
Original assignee: Wilo Ag
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2009-06-15
Also published as: DE502006005445D1; AT502338A1; ATE449913T1; EP1757816A2; EP1757816A3; EP1757816B1

Description

2 AT 502 338 B1

Die gegenständliche Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung für Pumpen, Rührwerke u. dgl., insbesondere solche, welche Anteile jenes flüssigen Mediums, welches sie befördern auch zur Lagerschmierung und Motorkühlung u. dgl. benutzen.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Pumpe zur Förderung eines flüssigen Mediums mittels eines Schaufelrades, mit einem in einem Motorraum angeordneten Motor mit einem Rotor, der über eine Motorachse mit dem Schaufelrad verbunden ist, einem Stator mit Ständerblechpaketen und elektrischen Motorwicklungen, weiters mit einer im Motorraum mündenden Leitung zur Abzweigung eines Anteils des flüssigen Mediums zur Lagerschmierung und Motorkühlung, wobei in der Leitung zumindest eine Kammer vorgesehen ist, in welcher der Anteil des flüssigen Mediums in seiner chemischen Beschaffenheit veränderbar ist.

Es ist bekannt, dass manche flüssigen Medien, welche vom Pumpen befördert werden, schädlich auf Bauteile wirken können, wie z.B. Kalk oder Sauerstoff im Wasser von Brauchwasserpumpen. Wenn Pumpen konstruktionsbedingt auf diese Medien als Schmiermittel und Motorkühlung u. dgl. angewiesen sind, kann es zur Beschädigung der Bauteile oder zum Blockieren der Pumpe führen.

Ein Versuch dieses Problem zu lösen ist aus der US 3,186,513 A bekannt. Dort werden ein Verfahren und ein Mechanismus zur Lagerschmierung eines Pumpenrotor- und Pumpenmotorkombination vorgeschlagen, bei welchem abrasive radioaktive Flüssigkeit an der Zuleitungsseite des Pumpengehäuses über eine Leitung im Bereich des Rotors abgezweigt wird, durch einen Hydrozyklon und motorseitig wieder in den Hauptstrom der Pumpe geführt wird.

Aus der DE 1 256 069 B ist eine Kreiselpumpe mit einer Filtriervorrichtung bekannt, durch die ein Teilstrom des Pumpmediums geführt wird. Die Abzweigung erfolgt pumpendruckseitig (Druckstutzen) der Pumpe, wobei die Filtriervorrichtung eine gelochte Wandung aufweist, die nach einem Kreiselrad der Pumpe angeordnet ist.

Die DE 30 15 211 A1 beschreibt eine Schutzeinrichtung für Unterwassermotoren von Kreiselpumpenaggregaten gegen das Eindringen von Feststoffpartikeln aus dem Pumpenkreislauf. Von einem Druckstutzen der Kreiselpumpe führt eine Rohrleitung zu einem Magnetfilter, welche Rohrleitung zur Abzweigung eines zur Spülung des Motors mit reinem und kühlem Wasser geeigneten Spülstroms hinter dem Pumpenlaufrad angeordnet ist.

Aus der DE 33 31 466 A1 ist eine Kreiselpumpe bekannt, bei der ein (über einen Filter) Kühlstrom zur Kühlung einer die Pumpenwelle abdichtende Gleitringdichtung geführt wird. Der Kühlstrom ist ein Teilstrom, der durch eine Bohrung hinter einem Leitapparat mit Leitschaufeln zu dem Filter geführt wird. Für ein Reinigungs- und Überwachungssystem zur Verwendung in einem Luftkompressor ist es aus der WO 2004/094831 A1 bekannt, eine Schmierflüssigkeit einzusetzen, wobei ein Teil davon durch mehrere Filtriereinheiten zirkuliert werden.

Der gegenständlichen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe zu schaffen, mittels welcher jene Anteile des flüssigen Mediums welche zur Lagerschmierung und Motorkühlung u. dgl. abgezweigt werden, vorher chemisch zu verändern und die so aufbereitete Flüssigkeit danach in den Motorraum zu leiten. Dadurch können Ausfälle vermieden und die Standzeit einer beschriebenen Pumpe erheblich verlängert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Pumpe, wie in Anspruch 1 definiert, gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. In der Zuleitung vom zu fördernden Medium ist eine Kammer vorgesehen, in welcher jener Medienanteil, dar zur Lagerschmierung und Motorkühlung u. dgl. verwendet wird, durch chemische Substanzen verändert und dadurch aufbereitet wird. Im Besonderen sollen die 3 AT 502 338 B1 im Wasser befindlichen Kalk- und Sauerstoffanteile umgewandelt oder gebunden werden. Dabei kann auch eine Ergänzung des Wassers mit Substanzen erfolgen, um dem vorgesehenen Verwendungszweck dienlich sein zu können.

Vorzugsweise ist die chemische Veränderung mittels chemischer Substanzen, mittels Änderung der Temperatur, mittels Änderung des Aggregatzustands oder mittels elektromagnetischer bzw. Lichtstrahlung zu erzielen.

Nach weiteren bevorzugten Merkmalen ist an der Kammer eine Öffnung mit einem Verschluss vorgesehen.

Nach weiteren bevorzugten Merkmalen ist die Kammer mit chemischen Substanzen erneuerbar, also nach Bedarf wieder befüllbar.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können mehrere Kammern in Serie vorgesehen sein oder eine Kammer kann in mehrere Segmente unterteilt sein, wobei jede Kammer oder jedes Segment eine andere spezifisch chemische Veränderung bewirkt, also z.B. die erste Kammer entkalkt das anteilig zur Schmierung und Kühlung verwendete Wasser, die zweite entmineralisiert es und die dritte bindet den Sauerstoff in ihm.

Nach weiteren bevorzugten Merkmalen sind hydraulische Absperrvorrichtungen vorgesehen um ein Wiederbefüllen der Kammer im laufenden Betrieb zu ermöglichen.

Nach weiteren bevorzugten Merkmalen ist ein Rückflussverhinderer vorgesehen, um eine Flussrichtung in die nicht vorgesehene Richtung zu verhindern. Der Rückflussverhinderer ist vor allem im Ruhebetrieb nötig, da kein Sog bzw. Druck auf das anteilige Medium wirkt.

Nach weiteren bevorzugten Merkmalen kann die Kammer als auswechselbare Kartusche ausgeführt sein.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Kammer an einer Seitenwand der Pumpe angebracht oder integriert sein.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Kammer an der dem Schaufelrad abgewandten Seite der Pumpe angebracht oder integriert sein.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Zulauf über eine Bohrung in der Motorachse erfolgen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine Bohrung in der Motorachse als Kammer dienen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Kammer in eine Bohrung in der Motorachse hineinragen.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann ein Sichtfenster in die Kammer vorgesehen sein.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können elektrische bzw. elektronische Messsonden in der Kammer vorgesehen sein.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Motorwicklung aus einem nicht leitenden Material vergossen sein.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die vergossene Motorwicklung zwecks 4 AT 502 338 B1 besserer Kühlung mit durchgehenden Bohrungen versehen sein.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann in der Kammer bereits ein geeignetes Medium vorgesehen sein, welche durch eine Membran vom zu beförderndem Medium getrennt ist.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann in der Kammer bereits ein geeignetes Medium vorgesehen sein, welche durch einen Kolben vom zu beförderndem Medium getrennt ist.

Nach weiteren bevorzugten Merkmalen kann im Zulauf vor der Kammer ein Partikelfilter vorgesehen sein.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Spalt zwischen Pumpengehäuse und Schaufelrad vorgesehen, wodurch beim Betrieb der Pumpe ein Sog auf das anteilige Medium, welches zur Lagerschmierung u.dgl. verwendet wird, entsteht, und so eine Flussrichtung durch die Kammer und anschließend durch den Motorraum erzwungen wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eine Bohrung im Schaufelrad vorgesehen, wodurch beim Betrieb der Pumpe ein Sog auf das anteilige Medium, welches zur Lagerschmierung u.dgl. verwendet wird, entsteht, und so eine Flussrichtung durch die Kammer und anschließend durch den Motorraum erzwungen wird.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Umlenkung vorgesehen, welche in das zu befördernde Medium ragt, und mit welcher eine Flussrichtung durch die Kammer und anschließend durch den Motorraum erzwungen wird.

Nach weiteren bevorzugten Merkmalen können die verwendeten chemischen Substanzen aus ungiftigen bzw. lebensmittelechten Materialien bestehen.

Nach weiteren bevorzugten Merkmalen können solche chemische Substanzen verwendet werden, welche nach der Reaktion mit dem anteiligen Medium ein ungiftiges bzw. lebensmittelechtes Produkt entstehen lassen.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand von mehreren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: die Fig- 1 die Fig. 1a die Fig- 1b die Fig. 1c die Fig. 2 die Fig. 3 die Fig. 4 die Fig. 5 die Fig. 6 die Fig. 7 die Fig- 7a eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung, in vertikalem Schnitt;

Detail einer erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß Fig. 1, in vertikalem Schnitt;

Detail einer erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß Fig. 1, in vertikalem Schnitt; eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung, in vertikalem

Schnitt; eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung, in vertikalem Schnitt; eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung, in vertikalem Schnitt; eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung, in vertikalem Schnitt; eine sechste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung, in vertikalem Schnitt; eine siebte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung, in vertikalem Schnitt;

Detail einer erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß Fig. 7, in vertikalem Schnitt; 5 AT 502 338 B1 die Fig. 8 eine siebte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung, in vertikalem Schnitt;

Die Einrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einer Pumpe 1, welche geringe Anteile des flüssigen Mediums, das sie fördert zur Lagerschmierung und Motorkühlung u. dgl. verwendet. Es ist dabei eine Zuleitung und eine Kammer 6 vorgesehen, welche mit einer chemischen Substanz 7 befüllt ist.

Weiters ist an der Kammer 6 eine Öffnung mit Verschluss vorgesehen, um die aufgebrauchte chemische Substanz 7 ersetzen zu können.

Weiters sind an der Kammer 6 hydraulische Absperrvorrichtungen vorgesehen, damit die Ergänzung der chemischen Substanz 7 während des Betriebs der Pumpe möglich ist.

Weiters ist ein Rückflussverhinderer vorgesehen.

Sobald die Pumpe 1 in Betrieb geht, wird das zu befördernde Medium 2 mittels des Schaufelrades in eine Richtung bewegt. Dabei entsteht ein Sog der bewirkt, dass ein Anteil 3 des zu befördernde Mediums über die Zuleitung in die Kammer 6 gezogen wird. Dort durchläuft der Flüssigkeitsanteil 3 eine chemische Substanz 7, wodurch er chemisch verändert wird. Danach wird er über einen Rückflussverhinderer in den Motorraum 5 gezogen, wo er die Lager 12, schmiert und den Rotor 14 sowie den Stator 13 über die Kanäle kühlt. Über das Lager 12 tritt <Jer Flüssigkeitsanteil 3 aus dem Motorraum 5 aus und vereinigt sich wieder mit dem zu befördernden Medium 2.

Die Ausführungsform gemäß der Fig. 1a unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dadurch, dass die Kammer 6 in mehrere Segmente unterteilt ist, wobei jedes Segment eine andere spezifische chemische Veränderung bewirkt.

Die Ausführungsform gemäß der Fig. 1b unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dadurch, dass zumindest eine Bohrung 20 im Schaufelrad vorgesehen ist, durch welches ein Sog auf das anteilige Medium wirkt wodurch das anteilige Medium durch die Kammer 6 und durch den Motorraum 5 gezogen wird.

Die Ausführungsform gemäß der Fig. 1c unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dadurch, dass eine Ablenkung 16 im Strom des zu befördernden Mediums 2 vorgesehen ist, die bewirkt, dass der Flüssigkeitsanteil 3 abgezweigt wird und folglich in die Kammer 6 gedrückt wird.

Die Ausführungsform gemäß der Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dadurch, dass die Kammer 6 an der dem Schaufelrad abgewandten Seite der Pumpe 1 angebracht ist.

Die Ausführungsform gemäß der Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und Fig. 2 dadurch, dass die Kammer 6 als Kartusche ausgeführt ist.

Die Ausführungsform gemäß der Fig. 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 dadurch, dass in der Motorachse eine Bohrung vorgesehen ist, welche als Zulauf zur Kammer 6 dient.

Die Ausführungsform gemäß der Fig. 5 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dadurch, dass in der Motorachse eine Bohrung vorgesehen ist, welche als Kammer 6 dient.

Die Ausführungsform gemäß der Fig. 6 unterscheidet sich von jener gemäß Fig. 1 dadurch,

Claims

6 AT 502 338 B1 dass in der Motorachse eine Bohrung vorgesehen ist, in welche die Kammer 6 hineinragt. Die Ausführungsform gemäß der Fig. 7 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dadurch, dass in der Kammer 6 eine geeignete Flüssigkeit vorgesehen ist, welche vom zu befördernden Medium durch eine Membran getrennt ist. Die Ausführungsform gemäß der Fig. 7a unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 7 dadurch, dass die Trennung mittels eines Kolbens vorgesehen ist. Die Ausführungsform gemäß der Fig. 8 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 2 dadurch, dass die Kammer 6 an der Seitenwand der Pumpe 1 angebracht ist. Patentansprüche: 1. Pumpe (1) zur Förderung eines flüssigen Mediums (2) mittels eines Schaufelrades (18), mit einem in einem Motorraum (5) angeordneten Motor mit einem Rotor (14), der über eine Motorachse (26) mit dem Schaufelrad (18) verbunden ist, einem Stator (13) mit Ständerblechpaketen (23) und elektrischen Motorwicklungen (22), weiters mit einer im Motorraum (5) mündenden Leitung (4) zur Abzweigung eines Anteils (3) des flüssigen Mediums (2) zur Lagerschmierung und Motorkühlung, wobei in der Leitung (4) zumindest eine Kammer (6) vorgesehen ist, in welcher der Anteil (3) des flüssigen Mediums (2) in seiner chemischen Beschaffenheit veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (4) zur Abzweigung des Anteils (3) des flüssigen Mediums (2) vor dem Schaufelrad (18) angeordnet ist, und dass im Schaufelrad (18) zumindest eine Bohrung (20) vorgesehen ist, in dessen Bereich der Anteil (3) nach der Lagerschmierung und Motorkühlung mündet, sodass bei Drehung des Schaufelrades (18) eine Saugwirkung (16) auf den Anteil (3) eintritt, mittels welcher der Anteil (3) durch die Leitung (4) und die zumindest eine Kammer (6) gezwungen wird.
2. Pumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der zumindest einen Kammer (6) chemische Substanzen (7) zur Veränderung des Anteils (3) des flüssigen Mediums (2) vorgesehen sind.
3. Pumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der zumindest einen Kammer (6) eine Einrichtung zur Änderung der Temperatur des Anteils (3) des flüssigen Mediums (2) vorgesehen ist.
4. Pumpe (1) nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass in der zumindest einen Kammer (6) eine Einrichtung zur Änderung des Aggregatzustands des Anteils (3) des flüssigen Mediums (2) vorgesehen ist.
5. Pumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil (3) des flüssigen Mediums (2) in der zumindest einen Kammer (6) mittels elektromagnetischer Strahlung oder Licht veränderbar ist.
6. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kammer (6) in mehrere Sektionen unterteilt ist oder mehrere Kammern (6) hintereinander in Reihe vorgesehen sind, und jede Sektion oder jede Kammer (6) für eine spezifische chemische Veränderung vorgesehen ist.
7. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der zumindest einen Kammer (6) eine mit einem Verschluss (9) versehene Öffnung (8) vorgesehen ist. 7 AT 502 338 B1
8. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kammer (6) wiederbefüllbar ausgebildet ist.
9. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach der zumindest einen Kammer (6) hydraulische Absperrvorrichtungen (10) vorgesehen sind.
10. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Stelle in der Leitung (4) ein Rückflussverhinderer (11) vorgesehen ist.
11. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kammer (6) als auswechselbare Kartusche ausgeführt ist.
12. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kammer (6) an einer Seitenwand eines Gehäuses angeordnet ist oder in einem Gehäuse integriert ist.
13. Pumpe (1) nach einem der Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Kammer (6) an der dem Schaufelrad (18) abgewandten Seite angeordnet ist.
14. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der zumindest einen Kammer (6) ein Sichtfenster (28) vorgesehen ist.
15. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der zumindest einen Kammer (6) eine elektrische Messsonde angeordnet ist.
16. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Motorwicklungen (22) und die Ständerblechpakete (23) in einem elektrisch nicht leitenden Material (24) vergossen sind.
17. Pumpe (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in dem elektrisch nicht leitenden Material (24) durchgehende Bohrungen (25) vorgesehen sind.
18. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der zumindest einen Kammer (6) ein zur Lagerschmierung geeignetes flüssiges Medium (29) vorhanden ist, welches durch eine Membran (30) vom Anteil (3) des flüssigen Mediums (2) getrennt ist.
19. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der zumindest einen Kammer (6) ein zur Lagerschmierung geeignetes flüssiges Medium (29) vorgesehen ist, welches durch einen Kolben (31) vom Anteil (3) des flüssigen Mediums (2) getrennt ist.
20. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (4) vor der zumindest einen Kammer (6) ein Partikelfilter angeordnet ist.
21. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitung (4) eine Umlenkung (21) vorgesehen ist, durch die der Anteil (3) des flüssigen Mediums (2) in die Leitung (4) gezwungen wird.
22. Pumpe (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die chemischen Substanzen (7) zur Veränderung des Anteils (3) des flüssigen Mediums (2) aus ungiftigen oder lebensmittelechten Materialien bestehen. 8 AT 502 338 B1 Hiezu 5 Blatt Zeichnungen