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Elektromotorisch angetriebene Umlaufpumpe mit einer Anzeigevorrichtung
für die Drehrichtung Es sind elektromotorisch angetriebene Umlaufpumpen, vorzugsweise
ohne Stopfbüchse, bekannt, die eine Anzeigevorrichtung für die Drehrichtung aufweisen
und bei denen der Rotor des Elektromotors in eine dichte, mit der zu fördernden
Flüssigkeit gefüllte Haube eingeschlossen ist, während der Stator die Haube umgibt.
Im allgemeinen treibt der Rotor das die Zirkulation der betreffenden Flüssigkeit
bewirkende Pumpenrad an.
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Um die Drehbewegung eines Motors auf eine Pumpe ohne mechanische Verbindung
beispielsweise durch eine Wand zu übertragen, hat man magnetische Kupplungen entwickelt.
Diese Kupplungen eignen sich aber nur für verhältnismäßig kleine Aggregate, die
mit ganz besonderer Vorsicht behandelt werden müssen. Im Gegensatz dazu sind Umlaufpumpen,
wie sie beispielsweise für Zentralheizungen verwendet werden, verhältnismäßig große
und schwere Maschinen,- die von robusten Asynchronmotoren für Einphasen- oder Mehrphasenstrom
angetrieben werden.
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Es kommt nun häufig vor, daß der Elektromotor beim erstmaligen Anlassen
entgegengesetzt zu der Richtung läuft, die für die Pumpe erforderlich ist, weil
er unrichtig an das Netz angeschlossen ist. Auch kann es vorkommen, daß das Pumpenrad
infolge von Ablagerungen in der Anlage blockiert wird. Es entstand daher die Aufgabe,
eine Anzeigevorrichtung für die Drehrichtung zu schaffen, mit welcher der richtige
Arbeitsablauf des Aggregats kontrolliert werden kann.
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Es ist bekannt, gegenüber dem freien Ende der Motorwelle eine Schauöffnung
anzubringen, um die Drehung der Welle zu beobachten. Der Nachteil dieser Einrichtung
ist der, daß es schwierig ist, die tatsächliche Drehrichtung zu beobachten, wenn
der Motor bereits läuft. Außerdem ist es bei Umlaufpumpen, die ohne Stopfbüchse
arbeiten, nicht sehr bequem, in der den Rotor umschließenden Haube eine Schauöffnung
anzubringen, weil die Wandung der Haube im allgenieinen sehr dünn ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Anzeigevorrichtung
in an sich bekannter Weise ein bewegliches Organ enthält, das in einem an der Umlaufpumpe
in der Verlängerung der Rotorachse angebrachten Gehäuse untergebracht ist und aus
einem Werkstoff besteht, der ein Drehmoment entstehen läßt, wenn das bewegliche
Organ von einem magnetischen Drehfeld durchsetzt wird, das von mindestens einem
von dem Rotor des Elektromotors mitgenommenen Dauermagnet erzeugt wird, wobei das
Gehäuse in eine Öffnung des Statorgehäuses des Elektromotors eingesetzt ist und
dieses nach der Montage abschließt. Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken besteht
das bewegliche Organ aus mindestens einer Scheibe, die drehbar in dem Gehäuse gelagert
ist und deren Drehachse mit derjenigen des Rotors zusammenfällt. Ein in dieser Weise
angeordnetes und betätigtes bewegliches Organ ergibt eine ebenso einfache wie zuverlässige
Möglichkeit, die Drehung des Pumpenrades zu kontrollieren.
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In der Zeichnung ist schematisch und beispielhaft eine Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
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Fig. 1 gibt einen Längsteilschnitt durch die Umwälzvorrichtung wieder;
Fig.2 ist ein Schnitt durch die Anzeigevorrichtung; Fig.3 ist eine Ansicht eines
beweglichen Organs der Anzeigevorrichtung; Fig. 4 ist ein Schnitt nach Linie IV-IV
der Fig. 3; Fig. 5 ist eine seitliche Teilansicht zu Fig. 2.
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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen Asynchronmotor
auf, dessen Rotor 1 in die dichte Haube 2 eingeschlossen und fest mit der Hohlwelle
3 verbunden ist, an deren Ende sich das nicht dargestellte Pumpenrad der Umlaufpumpe
befindet. Die Hohlwelle 3 dreht sich um eine feste Achse 4, deren eines Ende in
einen Teil 5 des Bodens der Haube 2 eingefügt ist. Der Stator 6 des Motors umgibt
die Haube. Die umzuwälzende Flüssigkeit kann in die Haube 2 eindringen, was elektrisch
in keiner Weise stört, da es sich um einen Kurzschlußankermotor
handelt.
Der Stator, der elektrische Wicklungen aufweist, ist durch die dichte Haube 2 gegen
die Flüssigkeit abgeschlossen.
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Zwei U-förmige Magnete 7 sind auf dem Rotor befestigt, und zwar an
derjenigen Seite, die dem Haubenboden gegenüberliegt, derart, daß die beiden Schenkel
des U vom Rotor wegstreben. Die beiden Magnete erzeugen demgemäß magnetische Felder,
die gleichzeitig reit dem Rotor umlaufen. _.
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Die Einrichtung zur Anzeige des Drehsinns des Rotors ist in einem
Gehäuse 8 enthalten, das in der Verlängerung der Hohlwelle 3 am Gehäuse der Umlaufpumpe
montiert ist. Es handelt sich dabei um zwei Scheiben 9 und 10, die fest auf einer
Welle 11 sitzen, an welcher auch ein Zeiger 12 befestigt ist. Eine Spiralfeder 13
dient dazu, um das bewegliche Aggregat jeweils in seine Ruhelage überzuführen, in
welcher sich der Zeiger 12 mittig zwischen den beiden Marken 14 und 15 befindet.
Die Scheibe 9 besteht aus elektrisch leitendem Material, z. B. Aluminium, während
die Scheibe 10 aus einem magnetischen Metall gefertigt ist. Wenn sich nun der Rotor
1 dreht, lassen die durch die Magnete 7 erzeugten Felder in der Scheibe 9 Foucaultsche
Ströme entstehen, derart, daß ein Drehmoment die Scheibe 9 in gleicher Richtung
wie der Rotor zu drehen versucht. Die Scheibe 10 ist hauptsächlich dazu bestimmt,
eine zu große Verteilung der von den Magneten 7 erzeugten Felder zu verhüten, läßt
aber zugleich auch infolge der Hysterese eine Kraft entstehen und gestattet es so,
eine sehr langsame Drehung zu kontrollieren, wie dies die Scheibe 9 allein nicht
könnte.
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Um die infolge der Foucaultschen Ströme und der Hysterese entstehenden
Kräfte zu steigern, erweist es sich als vorteilhaft, die Scheibe 9 mit Ausnehmungen
zu versehen, die durch Radialschlitze 16 (Fig. 3) gebildet werden. Auch die
Scheibe 10 ist mit Ausnehmungen versehen, die sich. mit denen der Scheibe 9 decken.
Dabei ist in jede durch zwei aufeinanderliegende Durchbrüche geformte Ausnehmung
eine Füllung. 17 aus magnetischem Material eingesetzt.
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Die beschriebene Anzeigevorrichtung für den Drehsinn ist sehr vorteilhaft,
weil sie es zugleich erlaubt, auch die Drehgeschwindigkeit des Rotors auf die gewünschten
Werte hin zu kontrollieren. Tatsächlich stellt die Anzeigevorrichtung eine Art Tachometer
dar, und wenn sich die Geschwindigkeit des Rotors beispielsweise infolge Schlammablagerungen
vermindert, die auf das Pumpenrad bremsend wirken, erreicht der Zeiger 12 nicht
mehr die Marke 15, woraus der Beobachter entnehmen kann, daß die Umwälzvorrichzung
nicht mehr zufriedenstellend arbeitet.
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Da die Motorgeschwindigkeit innerhalb eines vergleichsweise breiten
Bereiches von beispielsweise 60°/o der Nominalgeschwindigkeit befriedigend arbeitet,
weist die Vorrichtung zwei Anschläge 18 (Fig. 2 und 5) auf, die dazu dienen, den
Zeiger 12 gegenüber den Marken zu arretieren, sobald der Rotor die unterste Grenze
des vorgenannten Bereiches erreicht hat. Beide Anschläge 18 sind auf einen Deckel
19 aufgesetzt, der das Gehäuse 8 abschließt und mit einer Öffnung 20 versehen ist,
durch welche das Ende des Zeigers 12 beobachtet «:erden kann. Eine Scheibe 21, welche
die Marken 14 und 15 trägt, ist am Gehäuse 8 festgemacht. Die Spiralfeder 13 ist
über ein Element 22 ebenfalls fest . mit dem Gehäuse 8 verbunden, wobei das erwähnte
Element abgenommen werden kann, um die Anzeigevorrichtung zu montieren. Der Deckel
19 endlich wird mittels eines Federringes 23 am Gehäuse 8 festgemacht. Naturgemäß
lassen sich zahlreiche Modifikationen an der beschriebenen Einrichtung vornehmen,
wobei die eigentliche Anzeigevorrichtung ein bewegliches Organ aufweisen könnte,
das anders als durch die Scheiben 9 und 10 verwirklicht ist. So könnte vor allem
eine einzige Scheibe aus magnetischem Metall vorgesehen werden, die durch Hysterese
der Magnete 7 des Rotors gedreht wird. Eine solche Scheibe könnte ohne die erwähnten
Ausnehmungen sein. Die Feder 13 ließe sich in diesem Falle weglassen, so daß sich
die Scheibe kontinuierlich dreht. Denn im Falle des Anhaltens einer solchen Scheibe
würde das Drehfeld kein ausreichendes Drehmoment hervorrufen, um es erneut in Drehung
zu versetzen. Indem man in der Scheibe Aussnehmungen vorsieht, erzielt man eine
Steigerung des Drehmomentes infolge der Hysterese. Diese Steigerung reicht aus,
um die im Drehfeld angehaltene Scheibe wieder synchron zum Feld in Bewegung zu setzen,
wobei die Anzeigevorrichtung mit einer Blockierungsvorrichtung versehen sein könnte,
welche die Scheibe nur im Augenblick einer Beobachtung freigibt. Ferner könnte man
auch nur eine (einzige) Scheibe aus leitendem Metall vorsehen, welche durch die
Foucaultschen Ströme in Drehung versetzt wird. Diese Drehung könnte dann kontinuierlich
verlaufen oder mit Hilfe eines Hebels blockiert werden. Es würde dabei genügen,
diesen Hebel zu betätigen und durch Freigabe der Scheibe die Drehrichtung der letzteren
und damit der Umwälzvorrichtung erkennbar zu machen. Naturgemäß ließe sich die Drehung
dieser leitenden Scheibe auch durch eine Feder verhindern.
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In jedem Falle wird man wegen des unvermeidlichen Abstandes zwischen
den Magneten 7 und der Scheibe 9 infolge der Stärke des Gehäusebodens 8 und des
Haubenbodens 2 und auch wegen der Unmöglichkeit, sehr große Magnete im Innern der
Haube 2 unterzubringen, sofern der Raumbedarf der Umwälzpumpe nicht vergrößert werden
soll, zweckmäßig als bewegliche Organe die Scheiben 9 und 10 mit Aussparungen 16
verwenden, weil auf diese Weise die stärksten Drehmomente erreicht werden können.
Das gleiche Ergebnis läßt sich auch erzielen, wenn man die Aussparungen nur in der
leitenden Scheibe vorsieht und die Scheibe 10 mit Stegen oder Rippen versieht,
die in die genannten Aussparungen greifen. Allerdings würde diese Konstruktion etwas
komplizierter sein. Schließlich könnte man auch Vorsorge treffen, den Abstand zwischen
den Scheiben 9 und 10
zu regulieren, um auf diese Weise die Empfindlichkeit
der Anzeigevorrichtung zu variieren. Natürlich braucht das bewegliche Organ nicht
notwendigerweise eine Scheibe zu sein; denn es ließen sich ersichtlich auch Elemente
anderer Form verwenden, insbesondere solche von Glockenform.
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Endlich ließe sich auch nur ein einzelner, mit dem Rotor verbundener
Magnet verwenden, aber im allgemeinen wird, je größer die Zahl der Magnete ist,
desto höher auch das Drehmoment, das sich auf das bewegliche Organ auswirkt. Schließlich
ist noch zu bemerken, daß die Anzeigevorrichtung auch am entgegengesetzten Ende
der Pumpenwelle, also auf der Seite des Pumpenrades, angebracht werden könnte.