DE1528861A1 - Umwaelz-Turbinenpumpe,insbesondere fuer Zentralheizungsanlagen - Google Patents

Description

ΠΙ*.

üipl. Ing. 'r-ib^ni'

Bure Mündfo·* T"*¹. -j--.,-' ■'

" f. vt ^:·-

Jean· Louis Stulens, Brüssel (Belgien)

Umwälz-Iurbinenpumpe, insbesondere für Zentralheizungsanlagen ·

Die Erfindung "bezieht sich auf Umwälzpumpen, insbesondere für Zentralheizungsanlagen.

Bei Zentralheizungsanlagen wird häufig eine Umwälzpumpe verwendet. Aber eine Schwierigkeit besteht in der Bestimmung der DrehricJatung des Pumpenrotors.

Ein häufig verwendetes Mittel ist es, eine Anordnung vorzusehen, durch die von außen die Drehrichtung des Motors erkennbar wird.

Die Beobacntung eines die Drehrichtung anzeigenden Pfeiles und die Kontrolle durch ein Fenster gibt nicht immer absolute Sicherheit, da die Erfahrung zeigt, daß der auf die Maschine befestigte oder aufgemalte Pfeil die Ursache für Irrtümer ist.

BAD ORIGINAL 009843/0146

Darüber hinaus wird das Schauglas häufig durch Verunreinigungen des Wassers, in der Hauptsache Kalk und Rost, getrübt.

Andererseits gibt es Bauarten von automatisch dämpfenden Pumpen, die eine Drehung in beiden Eicntungen ermöglichen, aber bei Änderung der Drehrichtung wird gleichzeitig die Förderrichtung umgekehrt, d. h. die Ansaugseite wird die Förderseite. ^/

Außerdem darf nicht vergessen werden, daß alle einen Umlauf in Gang setzenden Elemente, wie Hauspumpe, - Rünrgerät od dgl., ggfs. durch einen einphasigen Elektromotor oder durch einen Verbrennungsmotor angetrieben werden müssen, der in diesem Fall eine einzige Drehricntung nat.und für jeden Fall eine Spezialturbine notwendig macht, da große Schwierigkeiten bei Anpassung von Verbrennungsmotoren bei direkter Kupplung bestehen. .·.■","-

Bei jeder Anordnung eines Zirkulationsorgans in einer Anlage oder des Ankuppelns der Pumpe ist ein Versuch für die Dreh-richtung unvermeidbar..Wenn-die .Drenrichtung der Turbine umgekehrt werden soll und wenn der elektrische Strom dreiphasig ist, braucnen nur zwei Phasen ausgetauscht zu werden. Bei einphasigem Strom oder bei Verbrennungskraftmaschinen muß die

009.843/0146 bad ORWNAl·

Turbine jedoqh ausgetauscht werden, um die Gefahr zu vermeiden, daß die Umwälzung entgegengesetzt der Thermosiphonwirkung verläuft. Dadurch kann, z.B. bei Heizungen, die Zirkulation unterbrocüen oder erheblich abgebremst und dadurch eine Überhitzung des Wassers im Kessel herbeigeführt werden.

Es XFt die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, diese Schwierigkeiten zu beseitigen und insbesondere die Anordnung eines Schauglases zu vermeiden.

Die Erfindung ist außerdem auf die Vermeidung bestimmter Mängel und bestimmter Schwierigkeiten bei der üblichen Eontage von tiberbrückungen gerichtet, die notwendig sind, da ohne diese die Zirkulation unterbrochen wird.

Die bekannten Übörbrückuiipsanoranungen naben eine völlig getrennte und unabhängige Iieitungsfüiirung. Eine derartige Montage ist kostspielig, macht wenigstens drei Tentile notwendig und ergibt Schwierigkeiten, da man häufig nicirfc den notwendigen Querschnitt vorsieht.

Bs sind außerdem Zahnradpumpen und selbstdämpfende Pumpen bekannt, die mit gesonderten Überbrückungsleitungen mit einem

009843/0146

Sicherheitsventil oddr einer Durchgangsleitung versehen sind, um Überdruck abzuführen. Aber diese Systeme haben eine gegenüber der Erfindung sehr unterschiedliche Konzeption.

Die Verunreinigungen des umgewälzten Wassers ergeben ein Blokkieren des Rotors des Motors, wodurch ein Ausbau erforderlich wird.

Wenn keine Überbrückungsleitung vorgesehen ist, muß die Anlage stillgesetzt und entleert werden, und wenn eine außerhalb der Vorrichtung angeordnete Überbrückung vorgesehen ist, sind die Kosten eriölich erhöht und der Platzbedarf groß.

Gemäß der Erfindung wird im Pumpengehäuse ein eine Überbrückungsleitung, d, h. ein eine eingebaute Überbrückung bildender Durchgang zwischen der Ansaugseite und der Abführseite der Turbine vorgesehen und außerdem ein. System von Ventilen angeordnet, in dem ein doppel wirkendes, von außerhalb des Pumpengehäuses betätigbares Ventil zwei Stellungen einnehmen kann, nämlich eine, in der es in Berührung mit einem tot Eintritt der Turbine liegenden Sitz anliegt, und eine andere, in der es in Berührung an einem am Eintritt der Überbrückung liegenden Sitz; anliegt, während ein zweites, gleicherweise von außerhalb des

00 9843/0146

OBiGINAL.

Gehäuses hetätigbares Ventil an einem Sitz am Ausgang, d. h. der Förderseite des Pumpenrades, anlegbar ist. ·

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt:

ig. 1 und 2 "Vertikalschnitte durch das Pumpengehäuse, die Turbine und den Motor, wobei das System der ' Ventile g.n zwei unterschiedlichen Stellungen dargestellt ist,

Fig. 3 und 4 Schnitte entlang der Linie III - III bzw. IV-IV in Fig. 1, und

Fig. 5 - 10 Ansichten auf entsprechende Abwandlungsformen der Schaufeln. .

In Fig. 1 ist das durch zwei Flansche 1 und 2 gebildete Pumpenrad dargestellt, wobei mit dem einen Flansch ein Ansaugkörper 3 verbunden ist, der auf einer Büchse 4 dreht, die einen Teil des Pumpengehäuses 5 darstellt, während der andere Flansch eine auf eine Welle 7 des am Gehäuse mittels Schrauben 9 befestigten Motors 8 aufgekeilte Büchse hat.

BAD ORIGINAL 009843/0 1 4 6

Gemäß der Erfindung haben die Schaufeln P eine besondere Form, in dem Sinne, daß sie, wie in Pig. 7 und 8 dargestellt, zwei symmetrisch zur Längsachse der Schaufel liegende Profile aufweisen, so daß die Turbine doppelt wirkend ist, d.h. daß unabhängig von der Drehrichtung sich die Umwälzung der Flüssigkeit nicht ändert.

Bei einer derartigen Maschine ist kein Schauglas notwendig, da sie sowohl in der einen als auch der anderen Richtung die gleiche Menge des Mediums im gleicüen Umwälzsinne fördert.

Ein derartiges Merkmal ist also bei allen zur Förderung von strömenden Medien dienenden Maschinen anwendbar.

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ist im Pumejpngehäuse 5 zwischen der Eintrittsseite des Mediums und der Abführseite des Mediums ein eine Überbrückung bildender Durchgang 10 vorgesehen, in dem ein Ventil 11 liegt, welches durch eine Spindel 12 mit einem Handrad 13 betätigbar ist und zwei Stellungen einnehmen kann, nämlich eine, in der das Ventil an dem durch die Büchse 4 am Eintritt des Pumpenrades gebildeten Sitz anliegt und eine andere, in der es in Berührung mit einer Sitzbüchse 14 am Eintritt der Überbrückungsleitung 10 anliegt.

00 9.8 437 OU 6 EADORIGiNAL

Ein zweites Ventil 15» welches durch eine Spindel mit einem Handrad 17 betätigt wird, arbeitet mit einem am Austritt 19> d.h. der Abförderseite der Turbine liegenden Sitz 18 zusammen.

Wenn das doppelt wirkende Ventil 11 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung liegt und dabei am Sitz 14 anliegt und wenn das Ventil 15 in Öffnungsstellung liegt, erfolgt die Zirkulation durch ja ie Pumpe, wie durch die Pfeile F angedeutet, beschleunigt.

Wenn diese Ventile in der in Fig. 2 gezeigten Stellung liegen, wobei das Ventil 15 in Schließstellung liegt und das Ventil am Sitz 4 anliegt und damit die Ansaugseite der Pumpe verschließt, dient der Durchgang 10 als^ Überbrückung und ermöglicht eine freie und direkte Umwälzung, wodurch der Motor und die Turbine ausgebaut werden kör.nen, ohne das andere Vorkehrungen getroff en werden müssen, und die Anlage durch Thermosiphonwirkung" weiterarbeitet«

Wenn die Ventile geöffnet sind, wird die Thermosiphonwirkung automatisch unterbrochen und die beschleunigte Zirkulation durch die Turbine wieder aufgebaut.

BAD ORIGINAL 009843/0146

Eine Vorrichtung, wie in Pig. T und 2 dargestellt, die es mögeine
lieh macht, geradlinige Zirkulation in der Leitung aufrecht zu erhalten, ermöglicht einen Aufbau, der eine erhebliche Einsparung an Handarbeit und Material mit sich /bringt.

Diese Vorteile können wie folgt zusammengefaßt werden:

1. Geringerer Plätzbedarf. .

2. Einfachere Konstruktion, weniger Rohrverlegearbeit, weniger Schweißarbeit und geringere "Gefahr von Undichtigkeiten. . ■ -' -■ ' " ■

3. Sehr einfache und leichte Montage.

4. Bei Reparaturen kann Motor und Turbine demontiert werden, ohne daß weitere Vorkehrungen als das Verschließen der

' Ventile getroffen werden-.müssen. ^:

5. Die Sammelkairjuer für Verunreiinigungen kann ohne ^Demontage

geleert werden.

ß. Durch Eineteilen der Handräder 13 und 17, wie angezeigt,
und durch die Auswahl entsprechender Dimensionen wird die Gefahr einer Palschbetätigung vermieden, da vor dem

7.0.1 k 6 ■ ; V - ■■■

BAD ORlQtNAL

Schließen des Ventils 15 auf dem Sitz 18 und damit Absperren des Ausganges 19 der Turbine das Ventil 11 vjai seinen Sitz 4 verstellt werden muß, so daß keine Gefahr besteht, daß die Überbrückung 10 geschlossen wird und gleichzeitig der Austritt der !Turbine abgesperrt wird, wodurch die Wasserzirkulation in den Leitungen unterbrochen wird, und das Wasser sieden kann und damit schwere Beschädigungen in der Installation auftreten können. Umgekehrt muß vor dem Verstellen des Ventils 11 auf seinen Sitz 14 und damit Absperren der Überbrückung 10 notwendigerweise das Ventil 15 in Öffnungsstellung gebracht werden, Wodurch die oben erwähnten Mangel vermieden sind. Es ist also unmöglich, das Ventil 11 auf den Sitz 14 zu verstellen, ohne daß vorher das Ventil 15 vom Sitz 18 abgehoben wird. Andererseits arbeitet, wenn durch einen Fehler das Ventil 11 auf den Sitz 4 verstellt wirdund vergessen wird, das Ventil 15 auf den Sitz 18 zu verstellen, die Überbrückungsleitung normal und bei Abbau des Motors und der Turbine erkennt man den Fehler sehr schnell, da das Wasser dann aus der Überbrückungsleitung entsprechend der Förderhöhe der Turbine ausströmt und in diesem Augenblick wird man zwangsläufig das Ventil 15 durch Verstellen auf seinen Sitz 18 schließen.

BAD ORIGINAL

00984 3/0 U 6.

ffemäß der Erfindung ist eine Anordnung getroffen, daß das Abführen der Flüssigkeit so frei wie möglich erfolgt, und ein "besserer Wirkungsgrad der Turbine ebenso wie eine bessere Verteilung des Verschleißes der Schaufeln erreicht wird und dazu ist an der Motorwelle ein Einsatzstück angeordnet, welches zwischen den Motor und das Pumpengehäuse eingepreßt ist und welches einen Umfangshonlraum aufweist, der sich bis in die Nähe der Nabe der Turbine erstreckt und mit der Abführleitung verbunden ist, und im Pumpengehäuse iet ein kreisförmiger Hohlraum derart vorgesehen, daß er die Zwiscnenräume zwischen den Schaufeln und den Hohlraum im Einsatzstück verbindet.

Dazu ist auf der Nabe 6 auf der Welle 7 des Motors ein Einsatzstück 20 angebracht, welches zwischen dem Motor 8 und dem Gehäuse der Piunpe eingesetzt ist und welcnes einen Umfangshohl-

-1

raum 21 aufweist, der sich bis in den Bereich der Nabe 6 der Turbine erstreckt und mit der Abführöffnung 19 in Verbindung steht.

Andererseits ist im Pumpengehäuse 5 ein kreisförmiger Hohlraum 22 vorgesehen, der derart angeordnet ist, da3 er die Zwischenräume 23 zwischen den Schaufeln P und den Kohlraum 21 im Teil 20 verbindet. Daraus ergibt sieh, daß die Flüssigkeit, die sich

0 0 9 8 4 3/0U6

BAD

im Hohlraum 23 zwischen den Pia sehen 1 und 2 und dan Schaufeln ρ sammelt, eine Ableitung durch den Hohlraum 22, den Hohlraum 21 und die Abfuhroffnung 19 findet..

Diese Abführung Itann dabei sehr frei erfolgen und die Turbine hat dadurch einen höheren Wirkungsgrad.

Dieses Teil 20 ist auf der I**otorseite mit einer Vertiefung 25 verseilen, die durch Bohrungen 26 mit dem Honlraum 21 derart in Verbindung steht, daß Zirkulationsmedium mit einem ausreichenden Druck den Motor 8 senminren und kühlen kann.

In. die Vertiefung 25 ist. ein Filter 27> z. B. aus Filz, eingelegt, um soweit wie möglich den Durchgang von Feststoffteilchen zu verhindern, soweit wie möglich Fettansai5.nilung am Rotor auszusciialten und einen ertiöiiten Verschleiß der Lager zu vermeiden. SeiDstverständlioh kann man auch zwei uiitersiiiiedliche Ford ernten*: en ge nach den Erforderniesen und je nachdem, ob das Pumpenrad in der einen oder anderen Ricntung dreht, erreichen.

Eb-" relc-ht." dazu-aus, ,die Schaufeln asymmetrisch e::t-T;ree:;end _tl.---äer dir b-:id·. π FöroerKirüfcn zv. berechnen und zu pro-ilieren.

Die Dicke der S en au fein kaiin. aui diese Weise auf der Eir.tritts-

GC 9 8 c 3/0146

SAD ORIGINAL

seite des Flansches 1 größer gewählt werden als auf der S_eite des rückwärtigen Flansches 2, ■

Dieser Unterschied ist in einer angenommenen Ausbildung in Fig. 6 und 8 "bei e und e.. dargestellt.

Die Kanten 25 der Schaufeln gemäß Fig. 6 sind dabei in einem Winkel a, z. B. 15° zu der die beiden Flanschen verbindenden rechtwinligen Ebene geneigt. ■

Wie in Fig. y dargestellt, kann die Anzahl der Schaufeln mehr als drei betragen und kann eine unbestiLJiite Anzahl, z. B. fünf, sein. ^: ...-"-.-:. ■■■" ■■■■"■"".

Andererseits können die Schaufeln asymmetrisch zu einem Radial— strahl, wie in Fig. IO dargestellt^ ausgebildet sein, um eine vo r be stimmte Förderleistung in einer Drehrichtung, und eine an-. dere Förderleiftung_in der anderen Drehrichtung zu erreicnen.

Die Spind el 12 des Ventils 11. kann mit einer Dürchbonrung 28 ..'. ("Fig. 1 und 2) verseilen sein, die das Zufünren eines Schraubenziiiifcrs ermcglicht, der in. einen Schlitz 29 der Motorwelle 27 eingesetzt werden kann, wodurch der Motor beim ersten Anlassen in Umdrehung gesetzt werden kann,

BAD ORIGINAL

Wenn die Ventile 11 und 15 in der in Fig. 5 dargestellten Stellung liegen, muß nur die Befestigungsschraube des Handrades 13 des Ventils 15 abgeschraubt werden, um einen Schraubenzieher durch die Bohrung 28 einzuführen und in den Schlitz 29 einzusetzen, wobei das Abnehmen des Rotors unabhängig vom Betrieb der Anlage erfolgen kann, ohne das eine wesentliche Gefahr der Unterbrechung der Zirkulation besteht, da, wenn die Ventile in Schließstellung liegen, man die Zwangszirkulation abstellt und automatisch die Überbrückung mit direktem Durchgang öffnet, wobei nur einige Wassertrojfen austreten, wenn die Sehraube 30 abgenoumen wird. Wenn der Rotor aufgesetzt und der Motor in Beifcrieb gesetzt ist, werden die beiden-Ventile in die Zwangszirkulationsstellung zurückgestellt, wobei nur die Schraube 30 wieder eingesetzt werden muß.

Als zusätzlichen Vorteil kann man also eine Regelung der gewünschten Fördermenge dadurch erreichen, daß die Ventilscheibe IT in geringen Abstand vom Sitz 14 gebrachtund dadurch eine sehr empfindliche Regelung der Fördermenge möglich wird.

■0 09843/0146 BAD ORIGINAL

Claims (6)

Patentansprüche

1. Zirkulationspumpe, insbesondere für Zentralheizungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß im Pumpengehäuse (5) ein Durchgang (10) vorgesehen ist, der'eine.Überbrückung, .zwischen der Zuführseite des Mediums und der Abführseite des Pumpenrades in Form einer eingebauten Überbrückung bildet und daß "ein doppelt wirkendes von der Außenseite des Pumpengenäuses bedienbares Ventil (11) vorgesehen ist, welches zwei Stellungen einnehmen kann, nämlich eine, in der es an einem Sitz (4) am Eintritt der Turbine anliegt und eine andere, in der es an einem Sitz (14) am Eingang der Überbrückungsleitung- anliegt, während ein zweites Ventil (15), das in gleicher V/eise von der Außenseite des Gehäuses betätigbär ist, mit einem Sitz (16) am Austritt an der Förderseite der Turbine zusammenwirkt.

2. Zirkulationspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Motorwelle ein Einsatzstück (20) sitzt,■welches zwischen dem Motor (8) und dem Pumpengehäuse (5) eingepreßt ist, und welches einen Umfängshohlraum (20) aufweist, der sich bis "in die Nahe der Habe (6 ) der Turbine erstreck und mit der Abführung in Verbindung steht, und daß das Pumpengehäuse (5) mit einem fiingraum (22) derart versehen ist, aaß er die

00984 3/01 4 6 -,

■-.·..■ BAD

die Zwischenräume (23) zwischen den Schaufeln (P) mit dem Hohlraum (21) im Einsatzstück (20) rerbindet·

3· ZirkulationepuBip· nach Anspruch 2, dadurch Gekennzeichnet_f daß das Einsatzstück (20) an der Motorseite mit einer Vertiefung (25). versehen iet, welches über Bohrungen (26) mit dem Hohlraum (21) derart verbunden ist, daß Eirkulationsmedium unter ausreichendein Brück den Motor (8) schmieren und kühlen kann* ■;■.'.-.■ \ ^: ■

4* Zirkul&tion»puBp# n&on Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß tin Filter (27) in d«r Teiftiefung (25) an der Motoreeit· de· Einsateatttoke (20) rorgeee^sa ist»

5· Sirkulationepuop« nach Anspruch 1_f dadurch net, daß die Turbinenechaufeln ewei oyiametriech jsur der Schaufel angeordnete Profile derart aufweisen, daß die Turbine doppelt wirkend ißt, d· h· daß unabhängig von der Jrehrichtimg; der Ptanjpe die Umwälericlitunt', der ?lüooi0ceit nioht f.eöndert wird·

0098A3/0 146

BAD ORIGINAL

6 ο Zirkulationspumpe nach Anspruch. 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung zweier unterschiedlicher Fördermengen entsprechend den Erfordernissen je nach der Drehrichtung der Turbine die Schaufeln asymmetrisch entsprechend jeder der beiden Fordermengeh berechnet und profiliert ist.

■Zirkulationspumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet» daß die Dicke der Schaufeln.an der Seite des Eintrittsflan-. sches (1) gegenüber der Seite des rückwärtigen Flansches (2) -■ wesentlich vergrößert ist, wobei die Bänder der Schaufeln, Z₀ B. in- einem Winkel von etwa 15°, zu rechtwinkligen, die Flanschen verbindenden Ebenen geneigt sind.

§. Zirkulationspumpe nach Anspruch 1_? dadurch gekennzeichnet <, daß'durch die Spindel (12) des gegenüber der Motorwelle liegenden Ventils (11) eine Bohrung (28) vorgesehen/ist, die das Einschieben eines Schraubenziehers erraöglictt, der in eine Hut (29) in dex™ Rotorwelle (7) einsetzbär ist, so daß der I.totor beim ersten Anlaufen -in Betrieb gesetzt werden kann.

0 0-9 843/01 46

Leers ei f e