DE1528726A1

DE1528726A1 - Elektrische Fluessigkeitsumlaufpumpe

Info

Publication number: DE1528726A1
Application number: DE19661528726
Authority: DE
Inventors: Echard Rolland Roger Desi Jean; Krait Janine Nicole Louise
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1965-05-18
Filing date: 1966-05-17
Publication date: 1970-09-24
Also published as: US3399624A; CH507451A; FR1445570A; GB1097500A

Description

Die Priorität der Anmeldung PV 17 456 vom 18.Mai 1965 in Prankreich ist in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft eine elektrische Flüssigkeitsumlaufpumpe für geringe Druckleistung und gering· Durchflussmenge, insbesondere für WarmwasserheisungseysteBe, bei der in einen BtLt Einlass- und Auslaefk&nälfn auigeetattrfctn eyliadriiofcea Pubpengehäuse, da· eine Pumpenkammer bildet, ein Elektromagnet angeordnet ist.

Umlaufpumpen werden im allgemeinen in Warßwaa8erheizungssystemen und in weiterem Bereich dort verwendet, wo ein Druok und Durchfluss von nur geringer Grosse gefordert wird. Hiereu werden gewöhnlich Zentrifugalpumpen benutrt, die unmittelbar auf der Antriebewelle eines InduktioEteiBotore mit geringer !leistung befestigt sind· Dies« Zentrifugalpuapen weisen aber · inige nicht unweeentliche gaohteii» Uiypnnags der Stator gegen über den lotor durcJi ein oÄeagaetifehes Material isoliert βein, dae dl« Idchtigkei-t iiokereielli,, u»d *t·· fctwirfct «in« leittunge- »indernde Tfrgr*M#Wg ||· Χ«|*»ρ»4^β# 4·· Induktionenotor·. Die beiden Lagej #iar i*pi*H*W mm *·**« wa«frdioht aue geführt werde» oat *f gMtaltet *·1λ^ 4·#· si· in *er

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arbeiten können; der konstruktive Aufwand hierzu ist erheblich und verteuert eine solche Pumpe wesentlich. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass es infolge der konstanten Drehzahl des Induktionsmotors keine Möglichkeit gibt, die Durchflussmenge der Pumpe zu steuern. Auch muss bei der Ingangsetzung einer solchen Pumpe zunächst ermittelt werden, ob der Drehsinn des Motors dem richtigen Drehsinn der Pumpe entspricht und somit ein einwandfreies Arbeiten der Pumpe bewirkt. _%

In einer älteren Anmeldung (Akt.Zeich.: J 28 338 Ic, 59a) ist vorgeschlagen worden, eine elektrische Flüssigkeitsumlaufpumpe * dergestalt auszubilden, dass in einem mit Einlass- und Auslasskanälen ausgestatteten zylindrischen Pumpengehäuse, das eine Pumpenkammer "bildet, ein Elektromagnet mit einem linearbeweglichen Kolbenanker angeordnet ist, der an seinem oberen Ende eine gelochte, runde Ventilplatte und eine runde elastieohe Soheibe trägt, die durch eine Rückstellfeder zum Zwecke der Rückführung des Kolbenankers bei nicht erregter Spule gegen das Gehäuse abgestützt sind. Trotz ihres einfachen Aufbaues ist diese Pumpe noch verbesserungsfähig. Dies gu.lt insbesondere in Bezug auf das.hierbei benutzte Plattenventil·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Umlaufpumpe für ί Flüssigkeiten zu schaffen, bei der die aufgezeigten Nachteile vermieden sind, die einfach-herstellbar ist und deren Durchfluss

< gesteuert (eingestellt) werden kann. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreioht, dass der -Elektromagnet mit einem Drehanker ausgestattet ist, an dessen in die Pumpenkaramer ragendes Ende ein parallal zum Strömungsverlauf ausgerichtetes, elastisches Huder, befestigt ist, dessen freies Ende gegen die Auslassöffnung des Pumpengehäuaes gerichtet 1st·

Gtepäss iiatp Weiterbildung der Erfindung let das elastisohe Ruder an seinem freien Ende a&t eine® ?*fÖ3?saigen Binsohnitt versehen» der gwei gegtn die Auslassöffnung dft Baapen&eliäusee

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-3-gerichtete !lossen bildet»

Nach.einer weiteren Ausbildung der Erfindung nimmt die Dicke des Ruders von seiner Basis ausgehend gegen die Enden der Flossen ab.

In weiterer Ausbildung nach der Erfindung führt der Drehanker des Elektromagneten durch impulsartige Erregung eine bestimmte Winkelbewegung aus und wird durch mechanische Mittel wieder um den ausgelenkten Winkel in seine ursprüngliche Lage zurückge- g stellt· Zur Rückstellung des Drehankers kann eine Rückstellfeder benutzt werden.

Um den Elektromagneten abzudichten und den Drehanker gegen die Flüssigkeit zu sohützen, ist der Drehanker zwischen dem Elektromagnet und dem Ruder durch eine Balgfedör aus elastischem Material flüssigkeitsdicht eingeschlossen, und der Elektromagnet ist mit einer wasserdichten Umhüllung versehen, die mit der Balgfeder verbunden ist. \

ffemäss einer weiteren Ausbildung nach der Erfindung ist zwischen dem Elektromagnet und dem Pumpengehäuse ein ringförmiger Spalt vorhanden, der von der Flüssigkeit durchströmt wird. (

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Impulse zur Erregung der Wicklung des Elektromagneten von.einer Gleichrichterschaltung mit Siliziumdioden, die mit dem Signal eines Multivibrators gesteuert werden, geliefert werden.

Die Flüssigkeitsumlaufpumpe nach der Erfindung weiet verschiedene Vorteile auf. Es sind z.B. keine Lager nötig, und die Anzahl der Einzelteile ist auf ein Mindestmass beschränkt. Weitere Vorteile gehen aus der Zeiohnungabesohrejbung hervor.

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Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Mittelachse der Flüssigkeit sumlauf pumpe ,

Fig_# 2 eine Schaltung des Steuerkreises für den Elektromagneten der Pumpe.

Das Pumpengehäuse der in Fig· 1 dargestellten Pumpe besteht aus zwei Teilen 1a und 1Tj, die mittels der runden Flansche 2a und 2b miteinander verbunden und durch einen Dichtungsring (O-Ring) 3a/3b sicher..-abge4iefei^e-t-~sind^-In der Pumpenkammer 4a/4b ist ein zylindrischer Elektromagnet 5 mit einem Drehanker 6 angeordnet· Der Drehanker 6 bewegt sich in Richtung des Pfgilsg 7 s w§nn d§r Elektromagnet 5 du roh Stromimpuls· über dlt Anschlussdrähte 8a und· 8b der Magnetspule erregt wird. Der Elektromagnet 5 ist durch an sich bekannte Verfahren (z.B. durch Verkleben mit einem Giessharz) in einer zylindrischen Vertiefung des Gehäuseunterteiles 1b befestigt. Diese Befestigung stellt die Ausrichtung der Längsachse der Magnetspule auf die Achse x-x¹ der Pumpe sicher. Die Anschlussdrähte 8a-und 8b sind durch eine Querbohrung aus dem Gehäuse herausgeführt.und jeweils durch eine stopfbuchsenartige Kabeldurchführung oder durch Giessharz abgedichtet.

Das obere Ende des Drehankers 6 trägt eine Membran aus elastischem Material, die mit einem V-förmigen Einschnitt versehen ist, wodurch sich eine Basis 9 und zwei Flossen 10a und 10b der Membran ergeben. Die Dicke der Membran nimmt von der Basis 9 ausgehend gegen die Enden der Flossen 10a und 10b ab, ao dass durch die Auslenkung der Flosaen 10a und 10b während der Drehbzw. Hubbewegung des Elektromagneten 5 infolge der Elastizität der Flossen 10a und 10b potentielle Energie in ihnen gespeichert

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. wird. Diese potentielle Energie wird als kinetische Energie auf die Pumpflüssigkeit übertragen, wenn die Flossen 10a und 10b der Membran wieder ihre unausgelenkte lage annehmen. Der Elektromagnet 5 und der Drehanker 6 sind gegen die Flüssigkeit durch die zylindrische Balgfeder 13 geschützt, die aus Gummi oder einem anderen elastischen Material bestehen kann.

Die ilüssigkeitsdurchführungen und -kanäle sind über die gesamte Höhe des Aufbaues so gestaltet, dass die Flüssigkeit auch während der Ruhelage des Elektromagneten ohne Hinderung die Pumpe durchfliessen kann .(natürlicher Umlauf bei Warmw_asserheizungs~ " systemen, die zunächst für das Arbeiten ohne Umlaufpumpe konstruiert waren). Zu diesem Zweck enthält das Gehäuseunterteil 1b an seinem Umfang eine Reihe von Bohrungen, ζ·Β· Ha und Hb. Der ringförmige Spalt der Pumpenlcammer 4a/4b zwischen dem Teil 1a und dem Elektromagnet 5 und die Einlasskanäle 18a und 18b j sind ebenfalls hinreichend gross gehalten, um die Flüssigkeit frei durchfliessen zu lassen.

Wenn der Elektromagnet 5 erregt wird, bewegt sich der Drehanker 6 in Richtung des Pfeiles 7 und nimmt die Membrane mit, deren Flossen 10a und 10b infolge des Widerstandes der Flüssigkeit in der Pumpenkammer abgelenkt werden. Erreicht der Drehanker 6 das Ende seiner Dreh- bzw. Hubbewegung, stellen sich die Flossen 10a und 10b wieder senkrecht und treiben die Flüssigkeit in der Pumpenkammer durch eine Art Ruderbewegung vorwärts. Nach dem Aufhören der Erregung des Elektromagneten geschieht der gleiche Bewegungsvorgang in umgekehrter Richtung, weil der Drehanker unter der Wirkung einer Bücketellfeder oder anderer elastischer Mittel wieder in seine ursprüngliche Ruhelage zurückgeführt wird. Diese Wechselbewegung bewirkt eine Strömung der Flüssigkeit in Richtung der Pfeile 16a, 16b, 17a und 17b, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist.

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Die einfache Verbindung der Teile 1a und 1b des Gehäuses durch· die Flansche 2a und 2b ermöglicht eine schnelle Demontage, z.B. zum Reinigen der Pumpenkammer.

Die beschriebene Pumpe kann sowohl mit Gleichstrom- als auch mit Wechselstromimpulsen betrieben werden. Ihre Durchflussmenge kann in einfacher Weise durch Änderung der Frequenz und/oder des Tastverhältnisses dieser Impulse gesteuert werden.

Fig. 2 zeigt einen Steuerkreis für den mit Gleichstrom betriebenen Elektromagnet 5. Dieser Kreis besteht aus einem Übertrager 20, einem Multivibrator 21, der Rechteckschwingungen verschiedenen Tastverhältnisses an seinen Klemmen 22 abgibt und einer Gleichrichterschaltung 23·'

Der Übertrager 20 trägt eine Primärwioklung 20-1, eine Sekundärwicklung 20-2, die die Versorgungsspannung des Multivibrators 21 liefert, sowie eine zweite Sekundärwicklung 20-3, die den Erregerstrom für die Wicklung 15 des Elektromagneten 5 liefert.

Die Gleichrichterschaltung 23 enthält zwei Siliziumdioden 24 und 25, die mit dem Signal des Multivibrators 21 gesteuert werden. Die Widerstände 26 und 29 dienen zur Symmetrierung und Entkopplung der Schaltung. Die genannte Gleichrichterschaltung liefert Gleichstrom für die Wicklung 15 des Elektromagneten 5.

Einer der im Multivibrator 21 enthaltenen Spannungsteiler kann mit einem oder mehreren Thermistoren bestückt sein, die in diesem Fall gleichzeitig zur wärmeabhängigen Regelung der Anlage benutzt werden können.

1 Bl.Zeichnung mit 2 Figuren -7-

9 Patentansprüche

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Claims

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1. Elektrische Flüssigkeitsumlaufpumpe für geringe Druckleistung und geringe DurchflussmengejrL,._ixLSüßsonderB für Warmwasserheizungssysteme, "bei der in einem mit Einlass- und Auslasskanälen ausgestatteten zylindrischen Pumpengehäuse, das eine Pumpenkammer bildet, ein Elektromagnet angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet .(5) mit einem Drehanker (6) ausgestattet ist, an dessen in die Pumpenkammer ragendes Ende ein parallel zum Strömungsverlauf ausgerichtetes,^elastisches]Ruder (9, 10a, 1Ob) "befestigt ist, dessen freies Ende gegen die Auslassöffnung des Pumpengehäuses gerichtet ist.

2. Elektrische Flüssigkeitsumlaufpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisohe Ruder an seinem freien Ende mit einem V-förmigen Einschnitt versehen ist, der zwei gegen die Auslassöffnung des Pumpengehäuses gerichtete Flossen (10a und 10b) bildet.

3· Elektrische Flüssigkeitsumlaufpumpe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Ruders von seiner Basis (9) ausgehend gegen die Enden der Flossen (10a und 10b) abnimmt . (

4. Elektrische Flüssigkeitsumlaufpumpe nach Anspruch 1, dadurch 'gekennzeichnet, dass der Drehanker (6) des Elektromagneten (5) durch impulsartige Erregung eine bestimmte Winkelbewegung ausführt und durch mechanische Mittel "wieder um den ausgelenkten Winkel in seine ursprüngliche lage zurückgestellt wird.

5. Elektrische Flüssigkeitsumlaufpumpe nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rückstellung des Drehankers (6) eine Rückstellfeder benützt wird.

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6. Elektrische Flüssigkeitsumlaufpumpe nach Anspruch 1 "bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Drehanker (6) zwischen dem Elektromagnet (5) und dem Ruder durch eine Balgfeder (13) aus elastischem Material flüssigkeitsdicht eingeschlossen ist.

7. Elektrische Flüssigkeitsumlaufpumpe nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (5) mit einer wasserdichten Umhüllung versehen ist, die mit der Balgfeder (13) verbunden ist.

8. Elektrische Flüssigkeitsumlaufpumpe nach Anspruch 1 bis 7? dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Elektromagnet (5) und dem Pumpengehäuse ein ringförmiger Spalt vorhanden ist, der von der Flüssigkeit durchströmt wird.

9* ülektrlsehe flüssigkeitsumlaufpumpe naeh Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulse zur Erregung der Y/icklung (15) des Elektromagneten (5) von einer Gleichrichterschaltung (23) mit Siliziumdioden (24> 25), die mit dem Signal eines Multivibrators (21) gesteuert werden, geliefert werden.

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