DE102007061559A1 - Centrifugal pump with flow sensor - Google Patents

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Abstract

The invention relates to a centrifugal pump with a suction connection and a pressure connection (3, 5) and a flow sensor (11) measuring the volume flow, wherein the flow sensor is detachably connected to the wall (7) of the suction (7) or pressure connection and extends with a part (12) sensing the fluid flow, particularly the liquid flow, into the connection channel.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit einem Saug- und einem Druckstutzen und einem den Volumenstrom messenden Durchflusssensor.The The invention relates to a centrifugal pump with a suction and a discharge nozzle and a volume flow measuring flow sensor.

Zur Bestimmung des Arbeitspunktes einer Pumpe mittels Sensorik insbesondere des Volumenstroms ist es bekannt, den Differenzdruck an der Pumpe zu messen, indem am Saugstutzen und am Druckstutzen jeweils ein Drucksensor angeordnet ist und die Werte des Differenzdruckes verwendet werden. Dieses Messverfahren wird aufgrund der Kosten in der Regel nur in Pumpen höherer Leistung verwendet. Alternativ ist es bekannt, außerhalb der Pumpe Volumenstromsensoren in der Anlage insbesondere in Heizungsanlagen und Trinkwasseranlagen zu verwenden, in denen die Pumpe eingesetzt ist. Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Bestimmung und Regelung des Arbeitspunktes einer Pumpe ist die sogenannte Beobachterregelung. Dies ist ein Verfahren, bei dem über die elektrischen Größen des Pumpenmotors auf den Arbeitspunkt geschlossen wird.to Determining the operating point of a pump by means of sensors in particular of the volume flow it is known the differential pressure at the pump to measure by the intake port and the discharge port each one Pressure sensor is arranged and uses the values of the differential pressure become. This measurement method is usually due to the cost only higher in pumps Power used. Alternatively, it is known outside the pump volume flow sensors in the system especially in heating systems and to use drinking water systems in which the pump is used is. Another known method for determination and regulation the operating point of a pump is the so-called observer regulation. This is a procedure where over the electrical quantities of the Pump motor is closed to the operating point.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Kreiselpumpe zu schaffen, bei der auf technisch einfache Weise der Volumenstrom bei hoher Messgenauigkeit erfassbar ist.task The invention is to provide a centrifugal pump, in the technical easy way the volume flow with high accuracy can be detected is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Durchflusssensor in der Wand des Saug- oder Druckstutzens lösbar befestigt ist und mit einem das Fluid- insbesondere den Flüssigkeitsstrom sensierenden Teil in den Stutzenkanal hineinreicht.These Task is inventively characterized solved, that the flow sensor in the wall of the suction or discharge nozzle solvable is attached and with a fluid, in particular the liquid flow reaching into the socket channel.

Hierdurch ist nur ein einziger Sensor zur Strömungsmessung/zur Volumenstrommessung erforderlich. Es werden keine zusätzlichen Messkomponenten außerhalb der Pumpe benötigt. Damit ist eine solche Anordnung besonders vorteilhaft bei kleineren Pumpen.hereby is only a single sensor for flow measurement / volume flow measurement required. There are no additional measurement components outside the pump needed. Thus, such an arrangement is particularly advantageous for smaller Pump.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass das sensierende Teil ein Sensorpaddel aufweist. Auch ist von Vorteil, wenn in Strömungsrichtung vor dem sensierenden Teil im Kanal ein Staukörper angeordnet ist, der am Träger des Durchflusssensors befestigt ist. Hierdurch werden genaue Messergebnisse erreicht.Preferably It is proposed that the sensing part has a sensor paddle. It is also advantageous if in the flow direction before the sensory Part in the channel a baffle is arranged on the carrier the flow sensor is attached. This results in accurate measurement results reached.

Eine einfache Konstruktion bei leichter Montage und Auswechselbarkeit der Messteile wird erreicht, wenn der Träger des Durchflusssensors einen zylindrischen Körper bildet, der in einer zylindrischen Ausnehmung der Stutzenwand einliegt. Hierzu ist auch von Vorteil, wenn der Träger des Durchflusssensors die Sensorelektronik aufnimmt.A simple construction with easy assembly and interchangeability the measuring parts is achieved when the carrier of the flow sensor is a cylindrical body forms, which rests in a cylindrical recess of the nozzle wall. This is also advantageous if the carrier of the flow sensor the Sensor electronics receives.

Ein gleichmäßiger wirbelarmer Flüssigkeitsstrom im Bereich des Sensors wird erreicht, wenn im Bereich des Sensors der Kanalquerschnitt des Druck- oder Saugstutzens im wesentlichen oval, elliptisch oder rechteckförmig mit abgerundeten Ecken ist. Hierzu ist auch von Vorteil, wenn im Bereich des Sensors der Kanal im Druck- oder Saugstutzen in Fließrichtung krümmungsfrei ist.One uniform low-turbulence liquid flow in the area of the sensor is achieved when in the area of the sensor the channel cross section of the pressure or Saugstutzens substantially oval, elliptical or rectangular with rounded corners. This is also advantageous if in Area of the sensor the channel in the pressure or suction port in the flow direction free of curvature is.

Eine frühe Ansprechbarkeit und exakte Messergebnisse werden erreicht, wenn im Bereich des Sensors der Kanalquerschnitt des Druck- oder Saugstutzens eine Verjüngung des Querschnitts aufweist.A early responsiveness and accurate measurement results are achieved when in the area of the sensor the channel cross-section of the pressure or suction nozzle a rejuvenation of Has cross section.

Zur Strömungsvergleichmäßigung wird vorgeschlagen, dass im Kanal des Saug- oder Druckstutzens in Strömungsrichtung vor und/oder hinter dem Sensor ein Gitter, Lamellen oder mindestens ein Schwert angeordnet und in Strömungsrichtung ausgerichtet ist. Hierzu kann auch an der Stelle, an der der Stutzenkanal in den Pumpenraum mündet ein Gitter, Lamellen oder mindestens ein Schwert angeordnet sein.to Flow equalization is proposed that in the channel of the suction or discharge nozzle in the flow direction before and / or behind the sensor a grid, slats or at least a sword arranged and aligned in the direction of flow is. This can also be done at the point where the neck canal in the pump room opens a grid, slats or at least one sword can be arranged.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Durchflusssensor in der Wand des Pumpensaugstutzens angeordnet ist, da im Bereich des Pumpensaugstutzens eher ein ausreichend langer Kanalweg mit geringen Turbulenzen/Wirbeln erreichbar ist.Especially It is advantageous if the flow sensor is arranged in the wall of the pump suction nozzle is, as in the area of the pump suction rather a sufficiently long Channel path with low turbulence / vortex is accessible.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Schnitt dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.One embodiment The invention is illustrated in the drawing in a section and will be closer in the following described.

Die Kreiselpumpe weist eine Pumpenkammer 1 auf, in der ein Laufrad gelagert ist. An der Pumpenkammer ist ein Saugstutzen 3 angeschlossen, der einen Saugkanal 4 bildet, der seitlich des Laufrades mittig zum Laufrad mündet. Die Pumpenkammer bildet um das Laufrad herum einen Spiralraum, der zu einem Druckstutzen 5 mit einem Druckkanal führt.The centrifugal pump has a pump chamber 1 on, in which an impeller is mounted. At the pump chamber is a suction nozzle 3 connected, which has a suction channel 4 forms, which opens at the side of the impeller in the middle of the impeller. The pump chamber forms a spiral space around the impeller, leading to a discharge port 5 with a pressure channel leads.

Der Saugkanal 4 bildet zwischen seinem Eintrittsbereich 4a und seinem in die Pumpenkammer mündenden Ende 4b einen krümmungsfreien Kanalbereich 4c, der eine gerade Messstrecke bildet mit geringen Wirbeln/Turbulenzen. Hierzu ist dieser gerade Kanalbereich 4c im Querschnitt oval, elliptisch oder rechteckförmig ausgebildet, um eine weitere Strömungsvergleichmäßigung zu erreichen. Hierzu können auch im Saugkanal 4 vor oder hinter dem Kanalbereich 4c als auch im Kanalbereich 4c selber sowie im Ende 4b und/oder im Eintrittsbereich 4a Gitter 6, Lamellen und/oder mindestens ein Schwert innerhalb des Kanals angeordnet sein, um eine weitere Vergleichmäßigung der Strömung zu erzielen. Hierbei ist ein im Kanalende 4b angeordnetes Gitter bzw. Lammellen von Vorteil, um eine Rückströmungsrückwirkung des Laufrades auf den geraden Kanalbereich 4c zu verhindern oder zumindest zu verringern.The suction channel 4 forms between its entrance area 4a and its end opening into the pump chamber 4b a curvature-free channel area 4c which forms a straight measuring section with low vortices / turbulences. For this is this straight channel area 4c in cross-section oval, elliptical or rectangular in shape to achieve a further flow equalization. This can also be done in the suction channel 4 in front of or behind the canal area 4c as well as in the canal area 4c yourself as well as in the end 4b and / or in the entry area 4a grid 6 , Lamellae and / or at least one sword be disposed within the channel to achieve a further homogenization of the flow. Here is one in the channel end 4b arranged grid or slats advantageous to a backflow reaction of the impeller on the straight Kanalbe rich 4c to prevent or at least reduce.

Im geraden Kanalbereich 4c ist auf der Kanalwand 7 ein Stutzen 8 mit einer Ausnehmung 9 angeordnet, in die ein zylindrischer Körper lösbar eingesteckt ist. Der Körper 10 bildet den Träger eines Durchflusssensors 11, an dem ein sensierendes Teil zum Kanalbereich 4c vorsteht, wobei in der Kanalwand 7 eine entsprechende Bohrung 13 eingebracht ist, die die Ausnehmung 9 mit dem Kanalbereich 4c verbindet. Durch die Bohrung 13 reicht das sensierende Teil 12 in den Kanalbereich 4c hinein, wobei das Teil 12 ein Sensorpaddel oder ein anderes, die Strömung erfassendes Teil ist.In the straight channel area 4c is on the canal wall 7 a neck 8th with a recess 9 arranged, in which a cylindrical body is detachably inserted. The body 10 forms the carrier of a flow sensor 11 at which a sensory part to the channel area 4c protrudes, being in the channel wall 7 a corresponding hole 13 is introduced, which is the recess 9 with the channel area 4c combines. Through the hole 13 reaches the sensory part 12 in the canal area 4c into it, the part 12 a sensor paddle or other flow sensing part.

Zwischen der Ausnehmung 9 und dem Kanalbereich 4c ist in der Kanalwand 7 eine weitere Bohrung 14 eingebracht, durch die ein am Körper 10 vorstehender Staukörper 15 in den Kanalbereich 4c hineinreicht, wobei der Staukörper 15 in der Strömungsrichtung vor dem sensierenden Teil 12 im Kanal einliegt.Between the recess 9 and the channel area 4c is in the canal wall 7 another hole 14 introduced by the one on the body 10 protruding baffle body 15 in the canal area 4c extends into it, the baffle body 15 in the flow direction in front of the sensory part 12 in the channel rests.

Der Körper 10 des Durchflusssensors 11 ist außen zylindrisch und liegt formschlüssig in der zylindrischen Ausnehmung 9 ein, so dass der Außendurchmesser des Körpers 10 dem Innendurchmesser der Ausnehmung entspricht. Hierbei nimmt der Körper 10 die Sensorelektronik des Durchflusssensors auf.The body 10 of the flow sensor 11 is cylindrical outside and lies positively in the cylindrical recess 9 one, leaving the outer diameter of the body 10 corresponds to the inner diameter of the recess. This takes the body 10 the sensor electronics of the flow sensor.

Im Bereich des Sensors weist der Kanalbereich 4c vorzugsweise eine in der Zeichnung nicht dargestellte Querschnittsverjüngung auf, um die Durchflussgeschwindigkeit im Bereich des Sensors zu erhöhen und damit die Ansprechbarkeit des Sensors empfindlicher zu gestalten und die Messgenauigkeit zu erhöhen. Ferner kann in einer nicht dargestellten Ausführung der Durchflusssensor im Druckstutzen angeordnet sein.The channel area points in the area of the sensor 4c Preferably, a cross-sectional taper, not shown in the drawing, in order to increase the flow rate in the region of the sensor and thus to make the sensitivity of the sensor more sensitive and to increase the accuracy of measurement. Furthermore, in an embodiment, not shown, the flow sensor may be arranged in the discharge nozzle.

Als Durchflusssensor können die unterschiedlichsten Messprinzipien zum Einsatz kommen, vorzugsweise Vortex-Prinzip, thermische, akustische und mechanische.When Flow sensor can the different measurement principles are used, preferably Vortex principle, thermal, acoustic and mechanical.

Claims (11)

Kreiselpumpe mit einem Saug- und einem Druckstutzen (3, 5) und einem den Volumenstrom messenden Durchflusssensor (11), dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflusssensor (11) in der Wand (7) des Saug- oder Druckstutzens (3, 5) lösbar befestigt ist und mit einem das Fluid- insbesondere den Flüssigkeitsstrom sensierenden Teil (12) in den Stutzenkanal (4) hineinreicht.Centrifugal pump with a suction and a discharge nozzle ( 3 . 5 ) and a volume flow measuring flow sensor ( 11 ), characterized in that the flow sensor ( 11 ) in the wall ( 7 ) of the suction or discharge nozzle ( 3 . 5 ) is releasably secured and with a fluid, in particular the liquid flow sensing part ( 12 ) in the neck canal ( 4 ). Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das sensierende Teil (12) ein Sensorpaddel aufweist.Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that the sensory part ( 12 ) has a sensor paddle. Kreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung vor dem sensierenden Teil (12) im Kanal (4) ein Staukörper (15) angeordnet ist, der am Träger (10) des Durchflusssensors befestigt ist.Centrifugal pump according to claim 1 or 2, characterized in that in the flow direction in front of the sensing part ( 12 ) in the channel ( 4 ) a bluff body ( 15 ) arranged on the support ( 10 ) of the flow sensor is attached. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (10) des Durchflusssensors einen zylindrischen Körper bildet, der in einer zylindrischen Ausnehmung (9) der Stutzenwand (7) einliegt.Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 10 ) of the flow sensor forms a cylindrical body, which in a cylindrical recess ( 9 ) of the neck wall ( 7 ) is present. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (10) des Durchflusssensors (11) die Sensorelektronik aufnimmt.Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier ( 10 ) of the flow sensor ( 11 ) receives the sensor electronics. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Sensors (11) der Kanalquerschnitt des Druck- oder Saugstutzens (3, 5) im wesentlichen oval, elliptisch oder rechteckförmig mit abgerundeten Ecken ist.Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the sensor ( 11 ) the channel cross-section of the pressure or suction nozzle ( 3 . 5 ) is substantially oval, elliptical or rectangular with rounded corners. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Sensors (11) der Kanal (4) im Druck- oder Saugstutzen in Fließrichtung krümmungsfrei ist.Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the sensor ( 11 ) the channel ( 4 ) is free of curvature in the pressure or suction nozzle in the flow direction. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Sensors (11) der Kanalquerschnitt des Druck- oder Saugstutzens (3, 5) eine Verjüngung des Querschnitts aufweist.Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that in the region of the sensor ( 11 ) the channel cross-section of the pressure or suction nozzle ( 3 . 5 ) has a taper of the cross section. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Strömungsvergleichmäßigung im Kanal (4) des Saug- oder Druckstutzens (3, 5) in Strömungsrichtung vor und/oder hinter dem Sensor (11) ein Gitter (6), Lamellen oder mindestens ein Schwert angeordnet und in Strömungsrichtung ausgerichtet ist.Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that for the flow equalization in the channel ( 4 ) of the suction or discharge nozzle ( 3 . 5 ) in the flow direction before and / or behind the sensor ( 11 ) a grid ( 6 ), Lamellae or at least one sword arranged and aligned in the flow direction. Kreiselpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stelle, an der der Stutzenkanal (4) in den Pumpenraum mündet ein Gitter (6), Lamellen oder mindestens ein Schwert angeordnet ist.Centrifugal pump according to claim 9, characterized in that at the point at which the nozzle channel ( 4 ) into the pump room opens a grid ( 6 ), Lamellae or at least one sword is arranged. Kreiselpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflusssensor (11) in der Wand (7) des Pumpensaugstutzens (3) angeordnet ist.Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the flow sensor ( 11 ) in the wall ( 7 ) of the pump suction nozzle ( 3 ) is arranged.
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