-
Die Erfindung betrifft eine Fördereinrichtung zum Fördern eines Mediums nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Fördervorrichtung.
-
Seit vielen Jahren befinden sich anwendungsspezifische Förderanlagen und Pumpen auf dem Markt. Diese sind zumeist auf ein bestimmtes zu förderndes Medium wie Wasser, Schlamm oder Stückgut abgestimmt und können dieses bis zu einer bestimmten maximalen Höhe fördern.
-
Aufgabe der Erfindung ist, eine Einrichtung zum Fördern eines Mediums zu schaffen, die kompakt aufgebaut und eine variierbare maximale Förderhöhe ermöglicht. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, eine Fördervorrichtung zu schaffen, deren maximale Förderhöhe variabel einstellbar und die einfach zu transportieren ist.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Einrichtung zum Fördern eines Mediums mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Fördervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10.
-
Eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Fördern eines Mediums wie beispielsweise Wasser, Schlamm, Stückgut und dergleichen, weist ein rohrförmiges Pumpengehäuse, zumindest einen in dem Pumpengehäuse angeordneten Pumpenläufer und eine Antriebseinheit zum Antreiben des Pumpenläufers auf. Erfindungsgemäß sind das Pumpengehäuse drehbar in einem stationären rohrförmigen Außengehäuse und die Antriebseinheit umfangsseitig des Pumpengehäuses angeordnet. Der Pumpenläufer ist drehfest mit dem Pumpengehäuse verbunden. Zudem weist die Einrichtung zumindest mechanische Verbindungselemente zum Verbinden mit zumindest einer weiteren derartigen Einrichtung auf.
-
Durch die drehfeste Anordnung des Pumpenläufers in einem drehbar in einem stationären Außenrohr mit Antriebsmotor geführten Innenrohr ist die Einrichtung zum Fördern eines Mediums kompakt in einem tragbaren Gehäuse ausgeführt. Durch diese Bauweise lässt es sich einfach transportieren. Weiterhin erlaubt die kompakte Bauweise eine einfache und schnelle Montage bzw. Demontage am Einsatzort. Durch die Verbindungselemente lassen sich mehrere Einrichtungen zu einer beliebigen Länge miteinander koppeln, sodass diese im Zusammenschluss arbeiten können. Hierdurch lässt sich die maximale Förderhöhe einfach erweitern.
-
Die mechanischen Verbindungselemente können am stationären Außengehäuse und/oder dem Pumpengehäuse und/oder dem Pumpenläufer vorgesehen sein. Sie sind derart, dass ein Austritt des zu fördernden Mediums im Verbindungsbereich verhindert wird. Insbesondere dann, wenn die Pumpengehäuse und/oder die Pumpenläufer miteinander gekoppelt sind, kann ein Förderbetrieb über eine benachbarte Antriebseinheit erfolgen, so dass bspw. beim Ausfall einer Antriebseinheit eine Förderung über mehrere mechanisch miteinander verbundene Einrichtungen gewährleistet ist.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Einrichtung weist das stationäre Außengehäuse und/oder das Pumpengehäuse Verbindungselemente zum elektrischen Verbinden mit weiteren Einrichtungen zum Fördern eines Mediums auf. Hierdurch können mehrere Einrichtungen gleichzeitig von einer Energiequelle versorgt werden oder die Energie zwischen verschiedenen Einrichtungen lastabhängig verteilt werden. Als Energiequelle könnte beispielsweise ein Akkumulator oder ein Stromnetzanschluss dienen. Alternativ können auch Verbrennungsmotoren, Solarzellen und dergleichen als Antriebseinheit vorgesehen sein.
-
Zum Einstellen eines Energiebedarfs bzw. Leistungsbedarfs kann die Einrichtung ein Steuer- und/oder Regelungssystem zum Einstellen eines Energiebedarfs und Leistungsbedarfs aufweisen. Bei einem Zusammenschluss mehrere Einrichtungen können mittels des Steuer- und/oder Regelungssystems die Pumpenläufer relativ zueinander eingestellt bzw. synchronisiert werden. Weiterhin ist hierdurch ein Verwalten des Energie- und/oder Leistungsbedarfs der Einrichtungen im Zusammenschluss möglich.
-
Bei einem Ausführungsbeispiel haben das Pumpengehäuse und das stationäre Außengehäuse in etwa die gleiche axiale Länge. Durch diese Maßnahme wist das Pumpengehäuse und der Pumpenläufer gegen äußere Einflüsse wie beispielsweise Beschädigungen geschützt, da keine Teile aus dem Gehäuse hinausragen.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Einrichtung ist das Pumpengehäuse mittels Gleitreibung in dem stationären Außengehäuse drehbar gelagert. Solch eine Einrichtung lässt sich technisch einfach und preiswert herstellen. Das Pumpengehäuse kann beispielsweise in Gleitbuchsen gelagert sein, die gleichzeitig einen Zwischenraum zwischen dem Pumpengehäuse und dem stationären Außengehäuse zur Außenumgebung abdichten. Alternativ kann eine Wälzkörperlagerung vorgesehen sein. Hierdurch können Reibungsverluste beim Betrieb der Vorrichtung weiter minimiert werden.
-
Bevorzugterweise ist die Antriebseinheit in einem Motorraum des stationären Gehäuses aufgenommen. Zur einfachen Montage und zur Verbesserung der Zugänglichkeit, beispielsweise zwecks Wartung, kann der Motorraum zur Außenumgebung verschließbare Öffnungen mit beispielsweise Klappen aufweisen.
-
Zur Herstellung einer Wirkverbindung zwischen dem Pumpengehäuse und der Antriebseinheit kann das Pumpengehäuse zumindest einen umlaufenden Zahnkranz oder Riemenscheibenring aufweisen, über den die Antriebseinheit auf das Pumpengehäuse wirkt. Durch diese Maßnahme lässt sich das Pumpengehäuse einfach und wartungsfreudig mit der Antriebseinheit verbinden. Alternativ kann das Pumpengehäuse zumindest teilweise als ein Rotor eines Elektromotors und das stationäre Außengehäuse als ein Stator des Elektromotors ausgeführt sein, sodass mechanische Kupplungen in Form von Zahnrädern, Riemen, Ketten und dergleichen zwischen Antriebseinheit und dem Pumpengehäuse entfallen.
-
Bevorzugterweise ist der Pumpenläufer eine Förderschnecke. Hierdurch kann die Förderung verschiedenster Medien effektiv und verschleißarm ausgeführt werden. Alternativ kann der Pumpenläufer auch aus einem oder mehreren axialen Pumpenläuferpropellern aufgebaut sein.
-
Eine erfindungsgemäße modulare Fördervorrichtung hat zumindest zwei miteinander verbindbare erfindungsgemäße Einrichtungen. Hierdurch kann eine Förderhöhe an die jeweiligen Gegebenheiten und/oder Medien individuelle angepasst werden. Einzelne Einrichtungen der modularen Fördervorrichtung können schnell, beliebig kombiniert und unkompliziert ausgetauscht werden. Durch die Modularität ist der Zusammenschluss bzw. die modulare Fördervorrichtung zudem kompakt, und einfach transportierbar sowie lagerbar.
-
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der modularen Fördervorrichtung weisen die zumindest zwei Einrichtungen zum Fördern eines Mediums gleiche oder unterschiedliche Förderhöhen auf. Somit können die einzelnen Einrichtungen unterschiedlich lang ausgeführt sein. Hierdurch kann die Flexibilität im Einsatz weiter gesteigert werden.
-
Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
-
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Fördern eines Mediums, und
-
2 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen modularen Fördervorrichtung.
-
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in den Figuren nicht sämtliche gleichwirkende konstruktive Elemente mit einem Bezugszeichen versehen.
-
In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1 zum Fördern eines Mediums im Einsatz gezeigt. Hierbei fördert die Vorrichtung in Förderrichtung F ein Medium 2 von einem unteren Reservoir 4 in ein höher gelegenes oberes Reservoir 6. Zum Fördern des Mediums 2, beispielsweise Wasser, aus dem unteren Reservoir 4 in das obere Reservoir 6 muss die Einrichtung eine maximale Förderhöhe H überwinden.
-
Die Einrichtung 1 hat ein stationäres Außengehäuse 8, welches sich an einem Untergrund oder an einem Reservoir 4, 6 zumindest endseitig arretieren oder verankern lässt. Zudem hat die Einrichtung 1 ein Innengehäuse 12 beziehungsweise ein Pumpengehäuse 12, das entlang einer Drehachse X drehbar in dem stationären Außengehäuse 8 gelagert ist. Zum Antreiben des Pumpengehäuses 12 ist umfangsseitig desselben in einem Motorraum 10 des stationären Außengehäuses 8 eine Antriebseinheit 14 vorgesehen. In seiner Längsrichtung bzw. Axialrichtung ist das Pumpengehäuse 12 in dem stationären Außengehäuse 8 fixiert.
-
Der Motorraum 10 bietet Platz für die Antriebseinheit 14, die, gemäß dem Ausführungsbeispiel, einen Elektromotor 16 aufweist, der über ein Antriebszahnrad 18 einen um das Pumpengehäuse 12 umlaufenden und mit diesem drehfest verbundenen Zahnkranz 20 antreibt. Die Energieversorgung der Antriebseinheit 14 erfolgt bevorzugterweise über eine nicht gezeigte elektrische Verbindung mit einer externen elektrischen Stromquelle. Alternativ kann die Antriebseinheit ein Akkumulator wie ein Lithium-Ionen-Akkumulator sein, der somit auch bei einer Stromunterbrechung zur externen Stromquelle eine Förderung ermöglicht Zudem ist in dem Motorraum eine Steuer- und/oder Regelungssystem 22 zum Einstellen eines Energie- oder Leistungsbedarfs der Einrichtung 1 angeordnet.
-
Das in dem stationären Außengehäuse 8 drehbar angeordnete rohrförmige Pumpengehäuse 12 nimmt einen Pumpenläufer 24 auf. Das Pumpengehäuse 12 ist über Gleitbuchsen 13 mit dem stationären Außengehäuse 8 drehbar in diesem gelagert. Die Gleitbuchsen 13 verhindern darüber hinaus ein Eindringen des zu fördernden Mediums 2 in einen nicht bezifferten Zwischenraum zwischen dem Außengehäuse 8 und das Pumpengehäuse 12 sowie in den Motorraum 10. Zum Verbinden mit benachbarten Einrichtungen 1 hat das stationäre Außengehäuse 8 optional nicht gezeigte mechanische Verbindungselemente, die zu einer modularen Fördervorrichtung 31 miteinander verbundenen Einrichtungen 1 (siehe 2) zur Außenumgebung abdichten.
-
Der Pumpenläufer 24 ist fest mit dem rohrförmigen Pumpengehäuse 12 ausgeführt, sodass eine Rotationsbewegung des Pumpengehäuses 12 eine Rotationsbewegung des Pumpenläufers 24 zur Folge hat. Der Pumpenläufer 24 kann dabei integral, d.h. einteilig bei der Herstellung des Pumpenrohrs als ein Abschnitt des Pumpenrohrs ausgebildet sein, oder nachträglich in das Pumpengehäuse eingebracht und anschließend mit diesem fest verbunden worden sein. Der Pumpenläufer 24 ist hier eine Förderschnecke 24, die universell für eine Vielzahl an Medien 2 eingesetzt werden kann. Beispielsweise können mit der Förderschnecke 24 reine Flüssigkeiten 2 wie Wasser, Schlämme, oder auch Feststoffe wie Getreide oder Kaffee gefördert werden.
-
Der Pumpenläufer 24 weist gemäß dem Ausführungsbeispiel endseitig mechanische Verbindungselemente 26 zum mechanischen Koppeln weiterer Vorrichtungen 1 auf. Die mechanischen Verbindungselemente 26 sind hier stirnseitig im Bereich einer Drehachse X der Förderschnecke 24 ausgebildet.
-
In 2 ist eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße modulare Fördervorrichtung 31 dargestellt. Hierbei sind drei Einrichtungen 1 zum Fördern eines Mediums 2 miteinander verbunden um eine maximale Förderhöhe H aus 1 auf einen dreifachen Wert zu erweitern. Die Verbindungsebenen 28 verdeutlichen die Verbindungsbereiche zwischen den Einrichtungen 1. An den Verbindungsebenen 28 sind die Pumpenläufer 24 der Einrichtungen 1 über die mechanischen Verbindungselemente 26 miteinander gekoppelt. Darüber hinaus sind die Antriebseinheiten 14 über elektrische Verbindungselemente 30 miteinander verbunden, sodass nur eine der Antriebseinheiten 14 mit einer Energiequelle verbunden werden muss und über die elektrischen Verbindungselemente 30 die Energie an die Antriebseinheiten 14 der Einrichtungen 1 geleitet wird. Hierdurch werden über eine einzige Antriebseinheit 14 die weiteren angeschlossenen Antriebseinheiten 14 mit elektrischer Energie versorgt. Dabei kann die weitergeleitete Energie durch die Steuer- und/oder Regelungssysteme 22 an die jeweiligen Elektromotoren 16 optimiert verteilt werden. Die Steuer- und/oder Regelungssysteme 22 der Antriebseinheiten 14 können dabei individuell die Leistung der Elektromotoren 16 der verschiedenen Einrichtungen 1 regeln.
-
Die mechanischen Verbindungselemente 26 können beispielsweise formschlüssig, flexibel oder magnetisch ausgeführt sein. In diesem Fall können die Steuer- und/oder Regelungssysteme 22 auch dazu dienen die Drehzahlen der unterschiedlichen Pumpenläufer 24 im Zusammenschluss der Einrichtungen 1 zu synchronisieren oder relativ zu einander einzustellen um ein optimales Förderergebnis zu erzielen. Alternativ ist es auch möglich über eine einzige angeschlossene Einrichtung 1 bzw. Antriebseinheit 14 der Einrichtung 1 die weiteren verbundenen Einrichtungen 1 mechanisch über die mechanischen Verbindungen 26 anzutreiben. Hierbei ist lediglich nur eine Einrichtung 1 aktiv und treibt die verbundenen Einrichtungen 1 mit an. Dies könnte beispielsweise bei einer defekten Einrichtung 1 der Fall sein, sodass trotz eines Ausfalls einer oder mehrerer Einrichtungen 1 die Fördervorrichtung 31 weiterhin betrieben werden kann durch zumindest eine einzige funktionsfähige Einrichtung 1.
-
Offenbart ist eine Einrichtung 1 zum Fördern eines Mediums 2, mit einem rohrförmigen Pumpengehäuse 12, zumindest einem in dem Pumpengehäuse 12 angeordneten Pumpenläufer 24 und einer Antriebseinheit 14 zum Antreiben des Pumpenläufers 24, wobei das Pumpengehäuse 12 drehbar in einem stationären rohrförmigen Außengehäuse 8 angeordnet ist, und die Antriebseinheit 14 umfangsseitig des Pumpengehäuses 12 angeordnet und der Pumpenläufer 24 drehfest mit dem Pumpengehäuse 12 verbunden ist, und wobei zumindest mechanische Verbindungselemente 26, 30 zum Verbinden mit zumindest einer weiteren Einrichtung 1 vorgesehen sind. Weiterhin ist eine modulare Fördervorrichtung 31 mit zumindest zwei mit einander verbindbaren Einrichtungen 1 offenbart.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Einrichtung zum Fördern
- 2
- Fördermedium
- 4
- untere Reservoir
- 6
- obere Reservoir
- 8
- stationäre Außengehäuse
- 10
- Motorraum
- 12
- Pumpengehäuse / Innengehäuse
- 13
- Gleitbuchse
- 14
- Antriebseinheit
- 16
- Elektromotor
- 18
- Antriebszahnrad
- 20
- umlaufender Zahnkranz
- 22
- Steuer- und Regelsystem
- 24
- Pumpenläufer
- 26
- mechanisches Verbindungselement
- 28
- Verbindungsebenen
- 30
- elektrisches Verbindungselement
- 31
- modulare Fördervorrichtung
- F
- Förderweg eines Fördermediums
- H
- Förderhöhe eines Fördermediums
- X
- Drehachse
