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Die Erfindung betrifft eine Umwälzpumpe
für Flüssigkeit
und insbesondere Kreiselpumpe mit einem rotierbaren Laufrad und
einer Entgasungsvorrichtung.
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Bei einer Umwälzpumpe, welche beispielsweise
Brauchwasser befördert,
tritt das Problem auf, daß im
Frischwasser Gas und insbesondere Luft gelöst sein kann, welches bei Erwärmung frei
wird. In der Umwälzpumpe
kann sich durch frei werdendes Gas ein Gaspolster ansammeln, welches
zu einer Absenkung des Fördervolumens
oder sogar zu einer Blockierung der Umwälzpumpe führen kann.
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Bei bestimmten Systemen kann es vorkommen,
daß bei
der Neubefüllung
mit Flüssigkeit
ein gewisser Prozentsatz an Luft verbleibt. Bei der Inbetriebnahme
oder im Betrieb muß dann
für eine
Entlüftung
gesorgt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Umwälzpumpe
zu schaffen, welche sich auf einfache Art und Weise entlüften läßt.
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Diese Aufgabe wird bei der eingangs
genannten Umwälzpumpe
für Flüssigkeit
mit einem rotierbaren Laufrad und einer Entgasungsvorrichtung erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Entgasungsvorrichtung eine Gasleitung umfaßt, welche an einem ersten
Ende in einen Bereich am Laufrad mündet, und welche an einem zweiten
Ende in einen Bereich mit gegenüber
einem Innendruck der Umwälzpumpe
niedrigeren Druck mündet.
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An dem Laufrad bzw. um das Laufrad
und insbesondere in einem Innenraum bzw. Hohlraum des Laufrads bilden
sich starke Flüssigkeitswirbel aus.
Bei in der Flüssigkeit
gelöstem
Gas kann sich dann dort ein Gaspolster ansammeln, welches die Flüssigkeitsförderung
unterbricht. Bei der erfindungsgemäßen Lösung läßt sich dieses Gaspolster bei
einem System, welches einen höheren
Innendruck aufweist als ein Bereich, in welchen die Gasleitung mündet, auflösen, indem
das Gaspolster gewissermaßen "angezapft" wird. Die Gasleitung
mündet
gerade in den Bereich, in dem aufgrund der Wirbelbildung sich Gaspolster
ansammeln können.
Aufgrund der Druckdifferenz läßt sich
dann das Gas auskoppeln, um so das Gaspolster auflösen zu können.
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Es muß keine externe Vorrichtung
zur Wirbelerzeugung vorgesehen werden, da die Wirbelbildung am Laufrad
für die
Gasseparierung sorgt. Dadurch tritt kein Leistungsverlust auf und
es lassen sich gegenüber
Umwälzpumpen
mit getrennter Separierungsvorrichtung Leistungszuwächse, die
in der Größenordnung
von 20% liegen können,
erreichen. Die erfindungsgemäße Entgasungsvorrichtung
funktioniert prinzipiell lageunabhängig, d. h. unabhängig davon,
ob eine Drehachse des Laufrads beispielsweise parallel oder senkrecht
zur Gravitationsrichtung ausgerichtet ist.
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Insbesondere mündet das erste Ende der Gasleitung
in einen Bereich am bzw. um das Laufrad, in dem sich Flüssigkeitswirbel
ausbilden können.
In dem Laufrad bilden sich Flüssigkeitswirbel
vorzugsweise in einem Innenbereich aus. Dementsprechend mündet die
Gasleitung auch in diesen Innenbereich. Aus dem gleichen Grund ist
es vorteilhaft, wenn das erste Ende der Gasleitung in einen Bereich
um das Laufrad mündet,
in dem sich Gas ansammeln kann.
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Vorzugsweise herrscht mindestens
im Betrieb ein höherer
Innendruck als Außendruck
und insbesondere in einem Ansaugbereich der Umwälzpumpe ein höherer Druck
in der Flüssigkeit
als ein Druck im Außenraum.
Dadurch läßt sich
ohne weiteren Aufwand Gas "entladen", um die Umwälzpumpe
zu entlüften.
Wenn das zweite Ende der Gasleitung an den Außenraum gekoppelt ist, dann
kann so von dem ersten Ende her eine Gasableitung zur Entlüftung der Umwälzpumpe
erfolgen.
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Insbesondere ist am zweiten Ende
der Gasleitung ein Ventil angeordnet, um für eine kontrollierte Entlüftung der
Umwälzpumpe
zu sorgen. Es kann dadurch erreicht werden, daß das zweite Ende gegenüber dem
Außenraum
nur dann geöffnet
werden muß, wenn
dies entsprechend notwendig ist.
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Insbesondere ist die Gasleitung an
ihrem zweiten Ende verschließbar,
um im Normalbetrieb ein Austreten von Flüssigkeit zu verhindern.
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Die Gasleitung kann dabei manuell
verschließbar
sein, wobei ein Entlüftungsvorgang
durch Öffnung
des Verschlusses manuell nach Bedarf durchgeführt wird, beispielsweise bei
der Inbetriebnahme oder wenn das Fördervolumen unter einen Schwellenwert
fällt.
Eine solche Umwälzpumpe
läßt sich
unabhängig
von deren Lage im Schwerefeld entlüften.
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Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform
ist eine Schraube zum Verschließen
der Gasleitung vorgesehen.
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Es kann auch vorgesehen sein, daß die Gasleitung
automatisch verschließbar
ist. Zur Entlüftung ist
die Gasleitung offen, damit Gas abgeführt werden kann. Ist das Gas
abgeführt,
d. h. die Umwälzpumpe entlüftet, dann
wird die Gasleitung insbesondere zum Außenraum hin automatisch verschlossen,
um das Austreten von Flüssigkeit
zu verhindern.
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Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform
ist ein Schwimmer zum Verschließen
der Gasleitung vorgesehen, welcher mit einem Innenraum der Umwälzpumpe
in fluidwirksamer Verbindung steht. Liegt der Schwimmer in Flüssigkeit,
dann wird der Schwimmer durch Auftrieb so gegen ein entsprechendes
Anlageelement gedrückt,
daß das
zweite Ende der Gasleitung verschlossen ist und dadurch keine Flüssigkeit
austreten kann. Liegt der Schwimmer aufgrund eines Gaspolsters nicht
in Flüssigkeit, dann
kann der Schwimmer auch das zweite Ende nicht verschließen. Dadurch
wiederum kann Gas aus dem zweiten Ende austreten und dadurch eine
Entlüftung
der Umwälzpumpe
durchgeführt
werden.
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Der Schwimmer ist insbesondere in
einem Aufnahmeraum der Gasleitung angeordnet, wobei dieser Aufnahmeraum
in fluidwirksamer Verbindung mit dem zweiten Ende und dem ersten
Ende der Gasleitung steht. Dadurch kann der Schwimmer mit Flüssigkeit
beaufschlagt werden bzw. Entlüftungsgas durch
den Aufnahmeraum hindurch ausströmen.
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Günstigerweise
ist die Gasleitung durch einen Ansaugbereich der Umwälzpumpe
geführt.
Dadurch läßt sich
das erste Ende der Gasleitung in einem Ansaugbereich der Umwälzpumpe
positionieren.
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Insbesondere mündet das erste Ende der Gasleitung
in einen Bereich in der Nähe
eines Dichtspalts zwischen einem Ansaugbereich und dem Laufrad.
In diesem Bereich bilden sich Wirbel aus, welche zu einer Gas/Flüssigkeit-Separierung führen und
damit wiederum zur Ansammlung von Gas führen.
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Bei einer fertigungstechnisch einfachen
Ausführungsform
umfaßt
die Gasleitung ein Rohr. Mittels eines solchen Rohrs läßt sich
das erste Ende in dem entsprechenden Bereich in einem Innenraum
der Umwälzpumpe
positionieren, um Gaspolster "anzapfen" zu können.
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Es kann vorgesehen sein, daß die Gasleitung
zumindest in einem Teilbereich im wesentlichen parallel zur Drehachse
des Laufrads ausgerichtet ist. Wenn ein Schwimmer zum automatischen Öffnen/Verschließen des
zweiten Endes der Gasleitung vorgesehen ist, dann muß eine bezogen
auf die Schwerkraftrichtung ansteigende Leitung vorgesehen sein.
Dies kann durch Ausrichtung der Umwälzpumpe bezogen auf die Schwerkraftrichtung und/oder
entsprechende Ausbildung der Gasleitung erreicht sein.
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Es kann vorgesehen sein, daß die Gasleitung
mindestens in einem Teilbereich in einem Winkel zu einer Drehachse
des Laufrads ausgerichtet ist. Dadurch kann ein Schwimmer auch mit
einer Bewegungsrichtung quer zu einer Drehachse des Laufrads vorgesehen
sein. Dies wiederum ermöglicht
es, die Umwälzpumpe
in einer Querlage (mit der Drehachse quer zur Schwerkraftrichtung)
einzubauen.
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Falls der Außendruck nicht ausreicht, um
einen Druckgradienten zwischen dem Innenraum der Umwälzpumpe
und dem Außenraum
bereitzustellen, kann an dem zweiten Ende der Gasleitung eine Unterdruck
erzeugende Vorrichtung angeordnet sein.
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Insbesondere ist die Umwälzpumpe
als Kreiselpumpe ausgebildet, wobei vorzugsweise das Laufrad an
einem Rotor angeordnet ist, welcher in einem sphärischen Lager gelagert ist.
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Das erste Ende der Gasleitung ist
vorzugsweise einem zentralen Bereich des Laufrads zugewandt und
insbesondere einem Innenraum des Laufrads zugewandt bzw. mündet in
einen Innenraum des Laufrads. Dadurch läßt sich effektiv ein Gaspolster "anzapfen", welches sich in
diesem Bereich ausbildet.
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Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn das
erste Ende der Gasleitung einer Seite des Laufrads zugewandt ist,
welche einer Ansaugseite der Umwälzpumpe
zuweist.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
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1 eine
Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Umwälzpumpe;
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2 eine
vergrößerte Darstellung
eines Bereichs der Umwälzpumpe
gemäß 1, in dem ein Laufrad angeordnet
ist;
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3 eine
Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Umwälzpumpe;
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4 eine
vergrößerte Darstellung
eines Ausschnitts aus der 3;
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5 ein
drittes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Umwälzpumpe;
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6 eine
Ansicht einer Ausführungsform einer
Entgasungsvorrichtung für
manuelle Entlüftung und
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7 eine
Ausführungsform
einer Entgasungsvorrichtung für
automatische Entlüftung.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umwälzpumpe,
welche in 1 als Ganzes
gezeigt und dort mit 20 bezeichnet ist, umfaßt ein Gehäuse 22.
In dem Gehäuse 22 ist
ein Stator 24 und ein Rotor 26 angeordnet. Der
Rotor 26 ist in einem sphärischen Lager 28 gelagert,
so daß die Umwälzpumpe 20 eine
Kreiselpumpe ist. Der Rotor 26 weist dem Stator 24 zugewandt
mindestens in einem Teilbereich eine sphärische Oberfläche auf. Eine
Lagerschale 30 des sphärischen
Lagers 28, welche an dem Stator 24 angeordnet
ist, weist dem Rotor 26 zugewandt ebenfalls mindestens
in einem Teilbereich eine sphärische
Oberfläche
auf.
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Der Stator 24 ist magnetfelderzeugend
ausgebildet. Dazu ist er mit Wicklungen 32 versehen und magnetischen
Rückschlußelementen 34 wie
beispielsweise Blechpaketen.
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An dem Rotor 26 sitzt ein
Laufrad 36 (Schaufelrad), welches um eine Drehachse 38 drehbar
ist. Das Laufrad 36 ist dabei in einem Innenraum 40 der Umwälzpumpe 20 angeordnet
und kann in diesem Innenraum 40 rotieren. Das Laufrad 36 selber
weist einen Innenraum oder Hohlraum 37 auf.
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Die Umwälzpumpe 20 ist mit
einem Anschluß 42 zum
Einkoppeln von Flüssigkeit
und mit einem Anschluß 44 zum
Auskoppeln von Flüssigkeit versehen.
Zwischen den Anschlüssen 42 und 44 liegt das
Laufrad 36.
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Der Anschluß 42 ist mit einem
Ansaugbereich 46 der Umwälzpumpe 20 verbunden. Über diesen
Ansaugbereich 46 wird Flüssigkeit angesaugt. Der Anschluß 42 liegt
damit an der Saugseite der Umwälzpumpe 20.
Der Anschluß 44 ist
mit einem Druckbereich 48 der Umwälzpumpe 20 verbunden. Er
liegt somit an einer Druckseite der Umwälzpumpe 20.
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Das Laufrad 36 liegt mit
einer Oberfläche 50 dem
Ansaugbereich 46 zugewandt. Mit seiner Umfangsseite liegt
es im Druckbereich 48. Der Innenraum 40 ist ein
Durchströmungsraum
zwischen der Saugseite und der Druckseite. Über diesen Durchströmungsraum
wird Flüssigkeit
durch die Umwälzpumpe 20 durchgeführt, wobei
das Laufrad 36 der durchgeführten Flüssigkeit einen Drall erteilt.
Dadurch wird der erforderlich Druck zum Durchpumpen der Flüssigkeit
erzeugt. Das Laufrad 36 weist eine entsprechende Struktur
auf, um diesen Druck erzeugen zu können.
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Bei der Förderung von gashaltigen Flüssigkeiten,
wie beispielsweise lufthaltigem Wasser, tritt das grundsätzliche
Problem auf, daß sich
Gasblasen bilden können,
die den Transport der Flüssigkeit durch
die Umwälzpumpe 20 hindurch hemmen
oder sogar blockieren. Im Bereich des Laufrads 36, und zwar
insbesondere dem Ansaugbereich 46 zugewandt, bilden sich
Wirbel in der Flüssigkeit
aus, die entsprechend bei Flüssigkeiten
mit gelöstem
Gas dazu führen,
daß sich
im Bereich, in dem sich die Wirbel ausbilden, Gas ansammeln kann
und sich ein Gaspolster ausbilden kann.
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Erfindungsgemäß ist eine Entgasungsvorrichtung 52 vorgesehen
(welche im Falle von in der Flüssigkeit
gelöster
Luft eine Entlüftungsvorrichtung ist), über die
sich eine solche Gasblase bzw. ein solches Gaspolster auflösen läßt. Dazu
umfaßt
die erfindungsgemäße Entgasungsvorrichtung
eine Gasleitung 54, welche mit einem ersten Ende 56 in
einen Bereich 58 mündet,
in welchem sich ein Gaspolster ausbilden kann. Insbesondere mündet die
Gasleitung 54 mit ihrem ersten Ende 56 in einen
Bereich 58, welcher einem zentralen Bereich 60 des
Laufrads 36 um die Drehachse 38 zugewandt ist
und am Laufrad 36 liegt. Dadurch liegt das erste Ende 56 der
Gasleitung 54 direkt in dem Bereich, in dem durch eine Gasblasenbildung
eine Blockierung des Flüssigkeitstransports
auftreten kann. Die Gasleitung 54 mündet vorzugsweise in den Hohlraum 37 des
Laufrads 36.
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Die Gasleitung 54 weist
ein zweites Ende 62 auf, welches dem ersten Ende 56 gegenüberliegt. Dieses
zweite Ende 62 mündet
in einen Bereich, in welchem ein niedrigerer Druck herrscht als
der Innendruck in dem Bereich 58 der Umwälzpumpe 20. In
diesem Bereich muß ein
niedrigerer Druck als der saugseitige Druck der Umwälzpumpe 20 herrschen. Üblicherweise
ist bei Flüssigkeitspumpen
der ansaugseitige Flüssigkeitsdruck
höher als
der Außendruck.
In diesem Falle mündet
dann das zweite Ende 62 in den Außenraum. Es kann auch grundsätzlich vorgesehen
sein, wie in 2 schematisch
gezeigt, daß das
zweite Ende 62 an eine insbesondere außerhalb der Umwälzpumpe 20 angeordnete
Vorrichtung 64 zur Erzeugung von Unterdruck angekoppelt
ist. Wenn der Außendruck
nicht niedriger als der ansaugseitige Flüssigkeitsdruck in der Umwälzpumpe 20 ist, dann
kann über
diese Vorrichtung 64 ein niedrigeres Druckniveau erzeugt
werden, um so ein Druckgefälle von
innen nach außen
zu erzeugen.
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Wenn der ansaugseitige Druck in dem
Innenraum 40 der Umwälzpumpe 20 größer ist
als der Außendruck,
dann liegt zwischen dem ersten Ende 56 und dem zweiten
Ende 62 ein Druckgradient vor. Dies führt zu einer "Entladung" von Gas, wenn das erste
Ende 56 in ein Gaspolster mündet. Da bei einer Kreiselpumpe
mit einem Laufrad 36 der Wirbelbereich bekannt ist und
damit der Bereich, in dem sich ein Gaspolster ansammeln kann, läßt sich
durch die erfindungsgemäße Lösung, bei
der das erste Ende 56 dem zentralen Bereich 60 des
Laufrads 36 zugewandt ist, gezielt Gas aus dem Innenraum 40 abführen und
dadurch die Umwälzpumpe 20 belüften.
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Es ist insbesondere vorgesehen, daß die Gasleitung 54 gegenüber dem
Außenraum
verschließbar
ist, um so ein Ventil für
die Gasabführung bereitzustellen.
Bei dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel
sitzt im Bereich des zweiten Endes 62 eine Schraube 66, über die
sich die Gasleitung 54 im Bereich des zweiten Endes verschließen läßt und insbesondere
manuell verschließen
läßt. Im normalen
Betrieb der Umwälzpumpe 20 ist
die Schraube geschlossen. Zur Entlüftung der Umwälzpumpe 20 wird
die Schraube geöffnet,
um für
eine "Entladung" des Gases zu sorgen,
welches sich in dem Innenraum 40 angesammelt hat. Eine
solche Entlüftung
wird beispielsweise dann durchgeführt, wenn sich das Fördervolumen
der Umwälzpumpe 20 merklich
verringert hat.
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Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Gasleitung 54 durch
ein Rohr gebildet, welches durch den Ansaugbereich 46 hindurch
von einem Ende 68 des Gehäuses 22 der Umwälzpumpe 20 hindurch
zu dem Bereich 58 geführt
ist. Ein solches Rohr 70 ist insbesondere starr ausgebildet.
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Um die Schraube 66 an dem
Rohr 70 fixieren zu können,
ist beispielsweise das Rohr 70 im Bereich des zweiten Endes 62 mit
einem Innengewinde versehen oder das Rohr 70 weist ein
Außengewinde
auf oder ist mit einem Schraubenkopf verbunden.
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Das Rohr 70 kann parallel
zu der Drehachse 38 angeordnet sein und insbesondere konzentrisch zu
dieser sein. Eine Entlüftung
ist unabhängig
davon möglich,
ob die Umwälzpumpe 20 in
Hochlage (mit der Drehachse parallel zur Gravitationsrichtung) ausgerichtet
ist oder in Querlage (mit der Drehachse 38 quer zur Gravitationsrichtung).
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Zwischen der Oberfläche 50 des
Laufrads 36 und dem Ansaugbereich 46 kann ein
Dichtspalt 72 angeordnet sein, wobei das zweite Ende 62 der
Gasleitung 54 in den Bereich 58 in der Nähe des Dichtspalts 72 mündet und
der Dichtspalt 72 insbesondere diesen Bereich 58 umgibt.
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Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Umwälzpumpe,
welche in 3 als Ganzes
gezeigt und dort mit 74 bezeichnet ist, sind die für die Pumpenfunktion
relevanten Teile gleich ausgebildet wie bei der Umwälzpumpe 20.
Für gleiche
Bauteile wie beim ersten Ausführungsbeispiel
20 werden deshalb gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Bei der Umwälzpumpe 74 ist eine
Entgasungsvorrichtung 76 vorgesehen, welche eine Gasleitung 78 umfaßt. Diese
weist ein erstes Ende 80 auf, welches in den Bereich 58 mündet. Das
erste Ende 80 ist an einem Rohr 82 als Teilbereich
der Gasleitung 78 angeordnet. Das Rohr 82 führt in einen Aufnahmeraum 84 für einen
Schwimmer 86. Der Aufnahmeraum 84 ist in einem
Gehäuse 88 gebildet.
Der Schwimmer 86 ist in dem Aufnahmeraum 84 in
einer Richtung parallel zur Drehachse 38 beweglich.
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Das Gehäuse 88 als Teil der
Gasleitung 78 weist an seinem dem ersten Ende 80 gegenüberliegenden
Ende 90 eine Öffnung 92 auf,
welche eine Mündungsöffnung der
Gasleitung 78 und damit deren zweites Ende ist. Der Schwimmer 86 ist
an seinem dem Ende 90 des Gehäuses 88 zugewandten
Ende mit einem Verschlußelement 94 versehen,
welches in die Öffnung 92 eintauchbar
ist. Das Verschlußelement 94 und
die Öffnung 92 sind
entsprechend aneinander angepaßt.
Wenn das Verschlußelement 94 in die Öffnung 92 eingetaucht
ist, dann ist das Gehäuse 88 gegenüber dem
Außenraum
fluiddicht verschlossen.
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Wenn die Öffnung 92 offen ist,
d. h. der Schwimmer 86 so weit weg von der Öffnung 92 ist, daß diese
freigegeben ist, dann kann Gas von dem Bereich 98 über das
Rohr 82 durch den Aufnahmeraum 84 der Gasleitung 78 in
den Außenraum
strömen
und dadurch die Umwälzpumpe 74 entlüftet werden.
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Die Umwälzpumpe 74 ist dabei
vorzugsweise mit der Drehachse 38 parallel zur Schwerkraftrichtung
oder näherungsweise
parallel zu dieser angeordnet, so daß das Rohr 82 ansteigend
ist (in 3 ist die Schwerkraftrichtung
durch den Pfeil g angedeutet). Der Schwimmer 86 fällt aufgrund
seines Eigengewichts nach unten in Richtung des Rohrs 82, wenn
kein Auftrieb vorhanden ist.
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Tritt Flüssigkeit über das Rohr 92 in
den Aufnahmeraum 84 ein, dann erfährt der Schwimmer 86 eine
Auftriebskraft und wird nach oben gedrückt, bis er an diejenige Wand
anliegt, welche das Ende 90 des Gehäuses 88 bildet. Durch
das Eintauchen des Verschlußelements 94 wird
die Öffnung 92 verschlossen
und insbesondere flüssigkeitsdicht
verschlossen, so daß keine
Flüssigkeit
in den Außenraum
dringen kann.
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Hat sich jedoch ein Gaspolster gebildet, dann
steigt Gas in den Aufnahmeraum 84, verdrängt dort
allmählich
Flüssigkeit
und der Flüssigkeitsspiegel
sinkt dort. Dadurch gibt der Schwimmer 86 die Öffnung 92 frei
und Gas kann durch das Rohr 92 und den Aufnahmeraum 84 hindurch
abströmen,
um so die Umwälzpumpe 74 zu
entlüften.
Durch die Entlüftung
wird Flüssigkeit
nachgeliefert, welche in den Aufnahmeraum 84 strömt und damit
den Schwimmer 86 wieder zum Ende 90 hin befördert und
die Öffnung 92 verschließt. Mittels
der Entgasungsvorrichtung 98 läßt sich über das automatische Öffnen und
Schließen
der Öffnung 92 als
zweites Ende der Gasleitung 78 ein automatisches Entlüften der
Umwälzpumpe 74 erreichen.
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Ansonsten funktioniert die Entgasungsvorrichtung 76 wie
oben im Zusammenhang mit der Entgasungsvorrichtung 52 beschrieben.
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An die Öffnung 92 als zweites
Ende der Gasleitung 78 kann auch eine Unterdruck erzeugende Vorrichtung 64 gekoppelt
sein (4).
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Bei einem dritten Ausführungsbeispiel
einer Umwälzpumpe,
welches in 5 gezeigt
und dort als Ganzes mit 96 bezeichnet ist, sind die für die Pumpenfunktion
relevanten Teile die gleichen wie in den Ausführungsbeispielen 20 und 74.
Es werden dementsprechend auch gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Es ist eine Entgasungsvorrichtung 98 vorgesehen,
welche eine Gasleitung 100 mit einem Rohr 102 und
einem Aufnahmeraum 104 für einen Schwimmer 106 umfaßt. Ein
erstes Ende 108 der Gasleitung 100 ist an dem
Rohr 102 gebildet, wobei dieses erste Ende 108 in
den Bereich 58 mündet.
Ein zweites Ende 110 der Gasleitung 100 ist in
einem Gehäuse 112 für den Aufnahmeraum 104 an
einer Öffnung 114 gebildet.
Durch das Rohr 102 hindurch kann von dem ersten Ende 108 her
Gas in den Aufnahmeraum 104 strömen und dann aus der Öffnung 114 in
den Außenraum
treten.
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Der Schwimmer 106 ist in
einer Richtung 116 in dem Aufnahmeraum 104 beweglich.
Die Richtung 116 liegt dabei quer und insbesondere senkrecht
zu der Drehachse 38.
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Das Rohr 102 als Teilbereich
der Gasleitung 100 liegt in einem Winkel zu der Drehachse 38,
d. h. schräg
zu dieser, und in einem Winkel zu der Richtung 116, d.
h. schräg
zu dieser. Dadurch ist auch bei Quereinbau eine ansteigende Leitung 102 vorhanden.
(In 5 ist die Schwerkraftrichtung
durch den Pfeil g angedeutet).
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Der Schwimmer 106 weist
der Öffnung 114 zugewandt
ein Verschlußelement 118 auf,
welches in die Öffnung 114 eintauchen
kann, um diese fluiddicht zu verschließen.
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Das Gehäuse 112, in welchem
der Aufnahmeraum 104 gebildet ist, erstreckt sich beispielsweise
in der Form eines Bogens mit zwei querliegenden Armen längs der
Drehachse 138 und längs
der Richtung 116.
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Die Umwälzpumpe 96 wird so
eingebaut, daß die
Richtung 116 parallel oder zumindest näherungsweise parallel zur Gravitationsrichtung
liegt. Es läßt sich
dann wie oben im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel
74 beschrieben eine automatische Entlüftung der Umwälzpumpe
erreichen: Wenn kein Gaspolster in dem Bereich 58 vorhanden
ist, dann wird Flüssigkeit
durch das Rohr 102 hindurch in den Aufnahmeraum 104 gedrückt und
dadurch der Schwimmer 106 nach oben bewegt, bis die Öffnung 114 durch
das Verschlußelement 118 verschlossen
ist. Bei Ausbildung eines Gaspolsters ist die Öffnung 114 nicht verschlossen,
da aufgrund des Gases Flüssigkeit
aus dem Aufnahmeraum 104 gedrängt wird. Dadurch kann Gas über die
Gasleitung 102 ausgekoppelt werden; aufgrund der Druckdifferenz
zwischen dem Innenraum 44 und dem Außenraum strömt Gas aus dem Gaspolster durch
die Gasleitung 100 hindurch in den Außenraum ab, wodurch sich das
Gaspolster in dem Bereich 58 auflöst und entsprechend die Umwälzpumpe 96 entlüftet wird.
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Ansonsten funktioniert die Umwälzpumpe 96 wie
oben beschrieben.
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Kreiselpumpen weisen den Nachteil
auf, daß bei
Förderung
von gashaltigen Flüssigkeiten
im Pumpenlaufrad eine Separation erfolgt, bei der sich im Zentrum
des Laufrads eine Blase bildet, die zur völligen Unterbrechung der Flüssigkeitsförderung
führen kann.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung,
die diese Blasenbildung verhindert.
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6 zeigt
eine Vorrichtung für
manuelle Entlüftung.
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7 zeigt
eine Vorrichtung für
automatische Entlüftung.
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6 zeit
schematisiert eine Kreiselpumpe mit einem Gehäuse 1, in dem das
Pumpenlaufrad 2 rotiert. Zwischen dem ansaugseitigen Bereich 4 und dem
Pumpenlaufrad 2 befindet sich ein Dichtspalt 3, in
dessen Nähe
sich bei Förderung
von gashaltigem Wasser eine Gasblase 5 bildet. In diesen
Bereich hinein ragt ein Rohr 6, welches das Gas der Gasblase bei
Anlagen, bei denen der ansaugseitige Flüssigkeitsdruck größer ist
als der Außendruck,
nach außen
strömen
läßt. Das
Rohr 6 ist als Schraube ausgebildet und hat im Endbereich
eine Öffnung 7,
durch die Gas ausströmen
kann. Wird das Rohr zugeschraubt, so unterbricht der Schraubenkopf 8 den Austritt
von Flüssigkeit.
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7 zeigt
die gleiche Kreiselpumpe, bei der jedoch das Entlüftungsrohr 6' in einem mit
der Ansaugseite eine Einheit bildenden Gehäuse 10 endet, in dem
sich ein Schwimmer 11 befindet, dessen Ventilnadel 12 durch
den Schwimmer 11 in den Ventilsitz 13 gedrückt wird,
sobald sich das Ventilgehäuse 10 mit
Flüssigkeit
füllt,
während
bei Gaseintritt die Ventilnadel 12 absinkt und das Gas
ausströmen
läßt.
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Von besonderer Bedeutung ist die
Entlüftung wassergeschmierter
Brauchwasser-Zirkulationspumpen, da bei Gasakkumulation die Pumpenlager
durch Trockenreibung Schaden nehmen, vor allem auch bei Pumpen in
Warmwasserheizungsanlagen, bei denen die Wärmeversorgung des Hauses durch
eine Luftblase unterbrochen werden kann.
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Bei einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kreiselpumpe,
eingebunden in ein System, dessen Innendruck höher ist als der Außendruck
mit einer Saugseite und einer Druckseite und einem Dichtspalt zwischen
dem Pumpenlaufrad und dem Ansaugbereich, ist das offene Ende eines
der Entlüftung
dienenden verschließbaren
Rohres, das in einen Raum führt,
in dem ein geringerer Druck herrscht als der saugseitige Druck der
Pumpe, in der Nähe
des Dichtspaltes angeordnet.
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Ein Entlüftungsrohr kann mit einer Unterdruck
erzeugenden Vorrichtung verbunden sein.
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Das Entlüftungsrohr ist beispielsweise
austrittsseitig als Schraube ausgebildet, die gleichzeitig ein verschließbares Ventil
bildet.
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Das Entlüftungsrohr kann alternativ
mit einem Schwimmergehäuse
verbunden sein, welches einen Schwimmer enthält, der ein nach außen führendes
Ventil öffnet,
wenn Gas ins Schwimmergehäuse
eintritt.
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Das Schwimmergehäuse kann mit dem Pumpengehäuse eine
Einheit bilden.
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Die Lagerschmierung des Pumpenlaufrads erfolgt
vorzugsweise durch die Förderflüssigkeit.
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Die Pumpe dient beispielsweise zur
Umwälzung
von heißem
Wasser in einem geschlossenen System.
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Das Entlüftungsrohr weist vorzugsweise
einen so großen
Durchmesser auf, daß im
Schwimmergehäuse
befindliches Wasser nicht durch Kapillarkräfte am Austritt gehindert wird.