DE1528800A1

DE1528800A1 - Kreiselpumpe mit eingebauter Leistungsregulierung

Info

Publication number: DE1528800A1
Application number: DE19631528800
Authority: DE
Inventors: Leif Rasmussen; Max Stehrenberger
Original assignee: RUETSCHI AG
Current assignee: RUETSCHI AG
Priority date: 1963-01-16
Filing date: 1963-05-14
Publication date: 1969-07-10
Also published as: CH396640A; GB1062178A; US3289597A; AT247158B

Description

Kreiselpumpen, insbesondere für Zentralheizungen, werden heute in so grossen Stückzahlen benötigt, dass Heizungsinstallateure und Grosshändler solche Pumpen auf Lager halten. Da jedoch die verschiedenartigen Heizungsanlagen unterschiedliche Leistungen der Pumpen erfordern, müssen stets verschiedene Typen auf Lager gelegt werden, um diesem Umstand Rechnung zu tragen.

Allerdings ist es möglich, die Anzahl verschiedener Pumpentypen dadurch zu vermindern, dass die Pumpen für eine Leistung ausgelegt werden, die einen möglichst weiten

R1-P2-H/sy 5.4.63

909828/0957 BAD ORIGINAL

Verwendungsbereich umfasst. Kleine Zwischenleistungen können auch erreicht werden, indem der Durchmesser des Pumpenlaufrades durch Abdrehen reduziert wird. Diese letztgenannte Massnahme kann jedoch nur in einer Werkstätte vorgenommen werden. Nun kann es aber auch oft vorkommen, dass die Pumpenleistung erst nachträglich korrigiert werden muss, z.B. wenn nach dem Einbau der Heizung festgestellt wird, dass die Förderleistung zu gross oder zu klein ist. Der Ausbau und Wiedereinbau ist in einem solchen.Falle umständlich, so dass nach einer einfachen Korrekturmöglichkeit für die Leistung gesucht wurde, die den Ausbau und Wiedereinbau der Pumpe überflüssig macht.

Eine Anpassung einer Umwälzpumpe an eine -vorhandene Heizung ist zwar möglich, indem allfällig kurz vor oder hinter der Pumpe eingebaute Absperrschieber zum Drosseln verwendet werden. Meist fehlt jedoch an den handelsüblichen Schiebern eine fixe Einstellmöglichkeit. Jedesmal wenn daher ein solcher Absperrschieber bei abgestellter Heizung oder bei allfälligen Kontrollen seinem Zwecke entsprechend geschlossen v\ird, gestaltet sich sein nachheriges Wiedereinstellen auf die richtige Oeffnung schwierig. Ferner ist bei einer solchen Drosselung mittels handelsüblichem Absperrschieber etets unbekannt, wie gross nun eigentlich hierbei die Pumpenleistung ist.

Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, mittels einfacher Vorrichtungen an der Pumpe selbst, verschiedene

- 2 - 909828/0957

8AD ORIGINAL

Leistungskurven zu erzielen, einerseits um eine nachträgliche Korrektur nach dem Einbau in die Anlage zu ermöglichen, anderseits aber auch, damit die Händler mit einer minimalen Anzahl von Typen den verschiedenartigsten Anforderungen an die Leistung entsprechen können.

Es ist bekannt, dass durch seitliches Verschieben des Laufrades, das ein teilweises Rückströmen des Förderwassers bewirkt, oder durch Einbau eines eigentlichen Bypasses in der Pumpe, durch welchen Wasser von der Druckseite nach der Saugseite zurückgeleitet wird, die am Druckstutzen gemessene Pumpenleistung beeinflussbar ist. Diese Art Leistungs regulierung hat aber den grossen Nachteil, dass gerade bei den kleinen Leistungen der grösste Kraftbedarf auftritt, so dass derart regulierte Pumpen sehr unwirtschaftlich arbeiten.

Gerade diese Nachteile werden bei der erfindungsgemässen Kreiselpumpe mit eingebauter Leistungsregulierung dadurch vermieden, dass in das Pumpengehäuse ein Drosselorgan eingebaut ist, durch welches die durch die Pumpe fliessende Fördermenge regulierbar ist.

Im Gegensatz zu den bekannten Reguliervorrichtungen tritt also bei einer solchen Pumpe durch die Leistungsregulierung keine Steigerung des Kraftbedarfes und damit des Stromverbrauches ein, denn bei eingestellten kleineren Leistungen ist auch der Kraftbedarf kleiner.

909828/0957 .

BAD ORIGINAL

Hierbei kann das Drosselorgan auf der Saugseite der Pumpe eingebaut sein, was baulich, mechanisch aber auch ästhetisch als die vorteilhaftere Lösung anzusehen ist.

Besteht aber z.B. infolge geringer Zulaufhöhe der Pumpe die Gefahr von Kavitationen, so kann in solchen Fällen das Drosselorgan ohne weiteres auch auf der Druckseite der Pumpe eingebaut werden.

In beiden Fällen wird einem stufenlos regulierbaren Drosselorgan, mit dem auch die gewünschte Leistung stufenlos einstellbar ist, der Vorrang gegeben werden.

Um die Einstellung der gewünschten Pumpenleistung mittels dem Drosselorgan zu erleichtern, werden die Konturen der in den Förderstrom ragenden Schieberwand des Drosselorgans mit Vorteil so ausgebildet, dass bei Verstellung des Drosselorgans die durch die Pumpe fliessende Fördermenge sich proportional zum einstellenden Drehwinkel des Drosselorgans ändert.

Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt :

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Kreiselpumpe mit in die Saugseite eingebautem Drosselorgan und Andeutung der Lage eines in die Druckseite der Pumpen eingebauten Drosselorgans.

Fig. 2 eine Ansicht der äusseren, der Einstellung dienenden

- 4 - 909828/0957

BAD

Teile des Drosselorgans in Fig. 1 von links nach rechts gesehen.

Fig. 3 Leistungskurven der in Fig. 1 dargestellten Pumpe bei verschiedenen Einstellungen des Drosselorgans.

Fig. 4 schematisch die bekannte Leistungsregulierung einer Kreiselpumpe mittels Bypassteilung, und

Fig. 5 Leistungskurven der Anordnung nach Fig. 4 bei verschiedenen Einstellungen.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen drehbaren Drosselschieber,, der im Saugstutzen 3 eines Kreiselpumpengehäuses 4 direkt gegenüber dem Laufrad 5 angebracht ist. "Die Konturen der -Drosselschieberwand 2 sind vorteilhaft so ausgebildet, dass beim Drehen des von aussen zugänglichen Schieberknopfes der Flüssigkeitsdurchlass bzw. die Pumpenfördermenge proportional zum Drehwinkel ansteigt, z.B. bei ganz offenem Drosselorgan (Stellung IV in Fig. 2) soll die Maximalmenge, bei halboffenem Drosselorgan (Stellung II in Fg. 2) entsprechend •die Hälfte derjmaximalen Fördermenge sich einstellen. Die Drosselschieberwand 2 kann zudem so ausgebildet sein, dass sie bei geschlossenem Drosselorgan (Stellung 0 in Fig. 2) entweder den Saugstutzen 3 vollständig abschliesst, oder immer noch eine bestimmte Minimalmenge aus Sicherheitsgründen durch die Pumpen hindurchfliessen lässt. Letzteres kann natürlich auch durch andere Mittel als durch eine besondere Ausgestaltung der Drosselwand erzielt werden.

- 5 - 909828/0957

Der Schieber 1 ist an der Stelle seines Austrittes aus dem Pumpengehäuse 4 über einen O-Ring 7 abgedichtet. Gemäss Fig. 2 ist der Schieberknopf 6 mit einem Zeiger ausgerüstet, während auf dem Pumpengehäuse 4 eine Skala für l/4 bis 4/4 der Volleistung angebracht ist. Der Schieberknopf 6 ist weiter durch zwei seitliche Anschläge 9 gegen Verdrehen gesichert.

Die ganze Schieberdrosselung kann natürlich auch statt .zentral im Saugstutzen 3 auf der Druckseite am Stutzen angebracht werden, wie dies in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet ist. Es ist selbstverständlich, dass diese Vorrichtung nicht nur bei Heizungs-Umwälzpumpen, bei welchen allerdings die grösste Anwendungsmöglichkeit besteht, sondern auch bei allen übrigen Kreiselpumpen verwendet werden kann.

Fig. 3 zeigt die mit der oben beschriebenen Anordnung eines Drosselschiebers erreichbare Leistungsregulierung. Bei Stellung IV des Drehknopfes 6 ist der Durchgang im Saugstutzen 3 zum Pumpenlaufrad 5 vollständig frei und es ergibt sich die volle Leistungskurve IV. Bei den Stellungen III, II und I des Drehknopfes 6 tritt eine immer stärkere Drosselung ein, durch welche sich entsprechend reduzierte Leistungskurven ergeben. Der Kraftbedarf der Pumpe ist dabei bei Volleistung am grössten und sinkt mit kleinerer Fördermenge entsprechend dem normalen Verhalten eines radialen Kreiselpumpenrades ständig ab, so dass bei allen

_ 6 - Ö09828/0957

QL ι ο L. υ υ U \j

Betriebspunkten ein wirtschaftliches Verhältnis zwischen Arbeitsleistung und Kraftaufwand erreicht ist.

Um den Fortschritt dieser Leistungsregulierung gegenüber den bekannten Lösungen erläutern zu können, ist ein Vergleich mit dem bereits bekannten Bypass-Rückströmprinzip notwendig. Fig. 4 zeigt eine Pumpe 12, bei welcher die Rückströmung, welche meistens über eine Bohrung vom Druckraum zum Saugraum in der Pumpe selbst erfolgt, zum besseren Verständnis durch eine besondere Rückströmleitung 13 dargestellt ist. Wird z.B. eine Heizungsanlage mit einer Seriepumpe für maximal 100 % Fördermenge ausgerüstet, von welcher aber nur 30 % tatsächlich benötigt werden, so kann das Rückströmventil 14 so weit geöffnet werden, dass 70 % der geförderten Menge von der Druckseite nach der Saugseite zurückfliessen. In Fig. 5 sind die Leistungskurven gezeichnet, die sich bei einer solchen Rückströmung ergeben. Bei ganz

geschlossenem Rückströmventil', also bei fehlender Rückströmung, ergibt sich die genau gleiche Leistungskurve IV wie in Fig. 3. Sobald aber das Rückströmventil geöffnet wird, so ergeben sich infolge der auftretenden Rückströmung etwas anders geartete Kurven III, II und I. Benötigt nun die Heizungsanlage bei einem bestimmten Rohrnetzwiderstand oder Pumpenförderhöhe H nur eine reduzierte Fördermenge, beispielsweise nur 30 56, so ergibt wie dargestellt, sich für diese reduzierte Fördermenge der genau gleiche Kraftbedarf wie bei der Volleistung von 100 %. Bei dieser Rückströmregulierung zeigt sich also das ganz widersprüchliche

- 7 - 90982870957

Bild, dass für die grösste Leistung der Pumpe die Kraftbedarflinie IV am niedrigsten liegt, während für die geringste Leistung I der Kraftbedarf am grössten wird.

Damit dürfte auf eindrücklichste Art der technische Portschritt der Leistungsregulierung gemäss vorliegender Erfindung dargetan sein, wobei auch die sich hierbei einstellenden Leistungskurven nach Fig. 3 besonders für den Betrieb von Heizungs-Umwälzpumpen Vorteile bieten. Bs ist nämlich auf einfachste Art möglich, die Fördermenge einer Umwälzpumpe zu bestimmen, indem die verlangte Wärmeleistung im Verhältnis zur gewünschten Temperaturdifferenz die erforderliche Umwälzpumpe ergibt. Wesentlich schwieriger gestaltet sich dagegen die Berechnung der Pumpenförderhöhe, bei welcher neben der Leitungslänge die Anzahl und Art der Formstücke das Rechnungsergebnis stark beeinflussen. Bei der Leistungsregulierung gemäss vorliegender Erfindung spielt aber gerade die genaue Vorausberechnung der Rohrreibungswiderstände und damit der Pumpenförderhöhe eine untergeordnete Rolle, weil die für das Temperaturgefälle wichtige Fördermenge in weiten Grenzen, unabhängig von der Förderhöhe, fast gleich bleibt.

-•8- 909828/0957

Claims

Q ι ο /: oo υυ

PATE IT TAHSPRUEGHE

(ΐΛ Kreiselpumpe mit eingebauter Leistungsregulierung, .dadurch gekennzeichnet, dass in das Pumpengehäuse ein Drosselorgan (1,2,6) eingebaut ist, durch welches die durch die Pumpe (3,4,5) fliessende Fördermenge regulierbar ist.

-t. Kreisefcumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselorgan auf der Saugseite (3) der Pumpe eingebaut und stufenlos regulierbar ist.

3. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drosselorgan auf der Druckseite (10) der Pumpe eingebaut und stufenlos regulierbar ist.

4. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen der in den Förderstrom ragenden Schieberwand (2) des Drosselorgans so ausgebildet sind,dass bei Verstellung des Drosselorgans die durch die Pumpe fliessende Fördermenge sich proportional zum einstellenden Drehwinkel des Drosselorgans ändert.

5. Kreiselpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, die eine Drosselung der Fördermenge auf ITuIl verhindern.

909828/0957

Leerseite