DE1607052A1 - Wasseraufbereitungseinrichtung - Google Patents

Description

" Wasseraufbereitungseinrichtung "

Die Erfindung betrifft eine an der Wand eines Aquariums außen aufzuhängende Wasseraufbereitungseinrichtung mit einer Umpump-

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einrichtung für das Aquariumswasθer, deren Pumpe von einem Elektromotor angetrieben ist. Ein solches Gerät ist in einer früheren Anmeldung der gleichen Anmelderin beschrieben. Bei dieser Einrichtung wird das Wasser des Aquariums von einer Pumpe umgepumpt,die von einem Elektromotor angetrieben ist, der durch eine Wa_d der Einrichtung damit magnetisch gekuppelt ist. Bei Jenen Aquarien ist es wegen mancher Umstände erwünscht, daß das Wasser, insbesondere zwecks Reinigung und Belüftung, zirkuliert wird. Auch ist es

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erwünscht} das Wasser in dem Aquariumsbehälter auf einer relativ gleichförmigen Temperatur zu halten, die in einem "Gemeinschafts^M-Aquarium im Bereich zwischen 20,5 und 23»3°G (70 - 75° F) liegen sollte. Hierzu sind Heizkörper unterschiedlicher Art zwecks Eintauchens in den Aquariumsbehälter schon vorgesehen worden. Solche Heizkörper werden mit Hilfe eines Thermostaten geregelt und werden daher intermittierend betrieben, damit die Wassertemperatur in dem Arbeitsbereich des Thermostaten beweglich ist. Sie Anforderungen an IPiltrierung, Belüftung und Temperaturregel-»ung bedingen eine Vielzahl von Einzelteilen, was mit Angelegenheiten, Ausgaben und in vielen Fällen schlechtem Wirkungsgrad im Betrieb verbunden ist.

Gegenstand der früheren Anmeldung (A 49145 III/45h) der Anmelderin ist ein neuartiges Gerät, dessen Wasserumlauf- und Filtrierungseinrichtung sehr wirksam ist. Hierzu ist ein Behälter zum Anbringen außen an dem Aquariumstank vorgesehen, der eine Filtriereinrichtung enthält. In dem Behälter ist eine Pumpe enthalten, die den Wasserumlauf zum Aquarium durch die FiIt er einrichtung besorgt und es in kontinuierlichem Strom gefiltert in das Aquarium zurückbefördert. Kennzeichnend für die Erfindung ist, daß die Pumpe von einem Motor betrieben wird, der außerhalb des Behälters

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angeordnet ist und magnetisch mit ihr gekuppelt ist. Da ein· liotor-Fumpen-Anordnung bei einem solchen Gerät kontinuierlich über eine lange Zeit betrieben wird, ist die Verringerung der Lager- und Reibungswärme und des damit verbundenen Verschleieees auf ein Minimum ein dringendes Erfordernis. Von größter Wichtigkeit ist auch, daß die Vibration der Pumpeneinheit und der damit verbundene Verschleiß und das Geräusch, das seine -quellen in einer Unbalanz des magnetischen Feldes und einer schlechten Auerüstung oder dergleichen bei der Motorkupplung hat, auf ein Minimum verringert wird. Aeusserst wünschenswert ist auch, daß die Anforderungen an Apparate, die der Aufrechterhaltung stabiler Werte für die Filterung, die Belüftung und die Erwärmung dienen, auf einem Minimum gehalten werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die magnetische Kupplung derart zu verbessern, daß die Lagerreibung des Motors und damit die Größe des Geräusches und der Vibration beim Umpumpen auf ein Minimum reduziert werden.

Ferner wird mit der Erfindung die Aufgabe gelöst, die Notwendigkeit für das Anbringen besonderer Heizgeräte bei den meisten Gegebenheiten zu vermeiden, und dabei doch das Aquariumswasser in einem stabilen Wärmezustand innerhalb des

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gewünschten Temperaturbereiches zu halten« Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß die Wärme, die der Pumpenantriebsmotor erzeugt, dazu benutzt wird, eine erwärmte Atmosphäre in der Umgebung des Filtergehäuses herzustellen. Hierzu ist erfindungsgemäß der Elektromotor so an dem Gehäuse der Wasseraufbereitungseinrichtung angeordnet, daß seine Wärme auf das Gehäuse und das darin zirkulierende Wasser übergeht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es sind:

Fig. 1 eine Vorderansicht, teilweise weggebrochen,

Fig. 2 ein Schnitt entlang Linie 2-2 von Fig. 1,

Fig. 5 der gleiche Schnitt bei einer anderen Arbeitjstellung.

In den Zeichnungen ist eine Aquariumsumpump— und Filtereinrichtung entsprechend der früheren Anmeldung darge— stellt. Das Aufbereitungsgerät 10 für das Aquariumswasser ist außen angeordnet und hat ein Gehäuse 24, das in belie-

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biger Weise an einer Außenfläche des Aquariumstanks aufgehängt wird, ZSKEEaIi:(hicht dargestellt.),.

Bas Filtergehäuse 24 ist rechteckig geformt und hat einen Boden 34, auf dem die Plattform 36 aufgestellt ist. Diese ist mit einer großen Anzahl von Perforationen oder Schlitzen 38 versehen und hat an verschiedenen Stellen Füße 40, · die die rechteckige Plattform 36 in einem Abstand vom Boden 34 des Filtergehäuseβ halten. Die Plattform dient in dem Filtergehäuse zum Abteilen von ein Paar Kammern 42,44„ Die Kammer 44 befindet sich unterhalb der Plattform 36 und ist eine Reinwasserkammer und die Kammer 42, oberhalb der Plattform, ist eine Filterkammer.

Auf der Plattform 36 steht eine Zentrifugalpumpe 48 mit einem oberen Gehäuseteil 50 und einem unteren Gehäuseteil 52. Das untere Gehäuseteil ist ein zylindrisches Bauteil mit kreisförmigem Boden und ist an der unteren Oberfläche der Plattform 36 mit Hilfe von Aufhängern befestigt, die aus der vertikalen zylindrischen Wand herausragen. Die Wand hat Öffnungen, die in dem unteren Gehäuseteil 52 Wasserdurchlässe bilden. Eine öffnung 68 in der Plattform 36 ist ein Durchlaß von dem oberen zum unteren Gehäuseteil. Der Boden des unteren Gehäuseteils 52 enthält mittig einen Lagersitz 58» &ez nach oben gerichtet ist. 00982S/ÖOS9

Auch das obere Gehäuseteil 50 ist ein zylindrisches Bauteil mit einem kreisförmigen Deckel 72 und einer daran anschließenden senkrechten zylindrischen Wand 74·· An dem Deckel 72 ist exzentrisch und aufwärts gerichtet ein Rohrabschnitt 76 befestigt, der eine kreisförmige Schulter bzw. einen Vorsprung 78 hat, worauf das Wasserrücklaufrohr 148 ruht. Von der freien Eandkante der senkrechten Wand 74 geht seitwärts ein Flansch SD ab.

Die Plattform 36 mit der öffnung 68 an ihrem einen Ende 81 trägt zwischen dieser öffnung und diesem Ende, einstükkig daran befestigt, eine aufwärts wx/isende Wasserstromführung 82. Das obere Gehäuseteil 50 ist auf der Plattform 36 unmittelbar oberhalb des unteren Gehäuseteils 52 angebracht, so daß sich das Gehäuse der Zentrifugalpumpe 48 bildet. Insbesondere ist der Flansch 80 des oberen Gehäuseteils 50 in geeigneter Weise und dauerhaft, beispielsweise durch Ankleben mit einem Klebemittel,an der oberen Fläche der Plattform 36 befestigt. Das untere Gehäuseteil 52 kann in ähnlicher Weise an der unteren Fläche der Plattform 36 befestigt sein oder es kann abnehmbar mit Hilfe der Aufhänger angehängt sein, wie dies im Hauptpatent beschrieben wird. Die Plattform ^sowie unteres und oberes Gehäuse sind vorzugsweise aus Kunststoff

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durch Formen hergestellt. Das Gehäuse 24 besteht gleichfalls aus einem für ein Filtergehäuse geeigneten Stoff, vorzugsweise aus geformtem Kunststoff,

Dadurch, daß das obere Gehäuseteil 50 dauerhaft an der oberen Fläche der Plattform 36 und das untere Gehäuse 52 abnehmbar an der unteren Fläche der Plattform 36 befestigt ist, und daß sie dabei nach der Öffnung 68 ausgerichtet sind, entsteht das zuvor erwähnte Gehäuse der Pumpe 48.

Die beweglichen Teile der Pumpe 48 sind ein Flügelrad 84 und ein magnetischer Rotor 102. Das Flügelrad 84 hat eine Hohlwelle und drei gleichförmig verteilte, sich radial nach außen erstreckende Flügel 90» von denen sich jeweils eine Rippe 92 nach innen erstreckt. Flügel und Rippen sind vorzugsweise mit der Welle einförmig und das ganze Flügelrad wird vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Die Hohlwelle des Flügelrades 84 ist nach unten offen und am oberen Ende mit einer Wand verschlossen, in der sich eine Mittelöffnung 96 befindet. Die radial am Umfang verteilten, nach außen gerichteten Flügel 90 befinden sich ebenso wie die radial nach innen gerichteten Rippen 92, die die Flügel 90 fortsetzen, im Bereich der obren Wand.

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Der magnetische Rotor 102 enthält einen vorzugsweise keramischen Magneten mit einer Spitze, die vorzugsweise aus Plastik hergestellt ist. Der keramische Magnet ist von bekannter Art und instesondere vom polarisierten Typ mit abwechselnden Nord- und Südpolen an seiner unteren Fläche. Die hohle Büchse ragt über die obere Fläche des Magneten hinaus,und der magnetische Rotor ist mit dem Flügelrad 84- durch Reibverschluß verbunden, der zwischen der herausragenden Partie der Büchse und dem Inneren <fer Hohlwelle stattfindet, wozu die Büchse ziemlich dicht mit einem Klebstoff oder einer Lösung in die Hohlwelle eingeklebt ist.

Für eile Baugruppe Rotor - Flügelrad 84 - 102 ist eine Lagervorrichtung vorgesehen, zu der eine senkrecht angeordnete Lagerwelle gehört, die vorzugsweise von einer Metallhülse 104- gebildet wird, die nach oben in einem Flansch 108 ausläuft, auf den eine Kugel 110, vorzugsweise aus Hartgummi oder entsprechendem Kunststoff, aufgebaut ist.

Bei der Montage der Rotor- Flügelrad - Baugruppe wird die senkrechte Lagerwelle 104a in den zuvor erwähnten Lagersitz 58 eingesetzt, wobei das untere Ende der Welle

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in den Sitz hineinreicht. Die Kugel 110 wird mit Gewalt in ihre Stellung gebracht, so daß sie in den inneren oder freien Enden der drei radial nach innen gerichteten Hippen 92 festsitzt bzw. in sie eingreift, wobei die Lagerwelle 10Aa durch die Hotorbüchse und die Hohlwelle des Flügelrades hindurchreibht. Hierdurch halt die Kugel 110, die reibend an den Rippen 92 des Flügelrades 84 angreift, dieses und den Rotor 102 auf dem Flansch 108 der Lagerwelle 10Aa₉ Zum Betrieb der Zentrifugalpumpe 48 ist ein Elektromotor 114 in dem Motorgehäuse 116 untergebracht. Er hat eine Welle 216, an deren oberem Ende ein keramischer Magnet 130 befestigt ist, den die Welle 216 in einer nach oben erhabenen Partie des Gehäuses 116 hält. Die Magneten 130 und 102 sind von gleicher Art, vorzugsweise keramische Magneten, die an der Außenfläche oder an der oberen Fläche entgegengesetzt polarisiert sind_e Das Gehäuse 116 ist so ausgebildet, daß eine optimale magnetische Kupplung zwischen den Magneten 130 und 102 und ihren einander gegenüberliegenden Flächen herzustellen ist.

Der Motor 114 vom Käfigläufertyp hat einen Lamellenstator, der eine Feldwicklung 222 tragt. Die Motor-Rotorbaugruppe 224 ist ebenfalls aus Lamellen gebaut

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und rotiert im PeId des Stators mit der vertikalen Motorwelle 216, die in den unteren und oberen Lagern 2Q6 und 208 ruht. Das obere Ende der Motorwelle 216 trägt den Motormagneten 130, der zusammen damit umläuft. Das untere Ende der Motorwelle trägt ein Synchronisierrad 138, das vorteilhafterweise mit Speichenflügeln zwischen Nabe und Außenring ausgestattet ist, wodurch eine besonders gute Luftzirkulation um den Motor erreicht wird, insbesondere, weil die Luft durch die öffnung 200a in dem Boden des Gehäuses 116 eintritt. Die Motorwelle 216 hat obere und untere Drucklager 210und 212. Diese Drucklager sind verschieblich auf der Motorwelle oberhalb und unterhalb der Rotorlamellen befestigt und haben ebene Endflächen, die die Drucklagerflächen darstellen. Der Abstand zwischen den offenliegenden Lamellen 224a und 224b des Motor-Rotors 224 und den Endlagern 206 und 208, denen sie gegenüberliegen, ist größer als das Axialmaß jedes der Drucklager, so daß die Motor-Rotorwelle sich frei in vertikaler Richtung um den Betrag der Differenzjbewegen kann.

In Fig. 1 und 2 sieht man, daß das untere Drucklager normalerweise auf der oberen Fläche des Endlagers 208 aufliegt und das Gewicht der otorbaugruppe trägt, da

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die unterste Lamelle 224 b des Motor-Rotors auf der oberen Fläche des gleichen Drucklagers 212 ruht· Die obere Druckfläche trägt kein Gewicht und liegt lediglich an der oberen Lamelle 224 an, die von dem oberen Endlager einen Abstand hat, der durch den Pfeil 214 angedeutet ist. Müßte der Motor in dieser Stellung laufen, dann würde eine große Reibung im Bereich der Bndflächen des unteren Drucklagers entstehen. Eine Eigenart der Erfindung besteht darin, daß diese Reibung über'die magnetische Kupplung zwischen der Motor- und der Pumpeneinheit reduziert, wenn nicht völlig eliminiert wird. In Fig· 3 sieht man, daß, wenn der Motor in Betrieb genommen wird, die magnetische Anziehung zwischen dem Magneten des Rotors 102 und dem Magneten 130 des Motors die ganze Motor-Rotoranordnung 224 anhebt und in einer Schwimmeteilung zu halten bestrebt ist» In dieser Figur sieht man,' daß das Anheben der Rotorgruppe beim Betrieb dazu führt, daß die unterste Lamelle 224b des Motor-Rotors 224 von dem unteren Drucklager hinweg und aus der Berührung mit ihm hinausgehoben wird, wodurch der Abstand, der von dem Pfeil 214 in Fig. 2 angedeutet wird, auf einen Betrag verringert wird, der vn dem Pfeil 214 s in Fig. 3 angedeutet wird. Der "Schwimmeffekt" , der von der Anordnung der Magnetkupplung erreicht wird, eliminiert die Drucklagerreibung, die normalerweise

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Tätigkeit eines Motors dieser Type begleiten würden, wenn dies in einer Lage geschieht, bei der die Motorwelle senkrecht steht. So wird die ununterbrochene Tätigkeit des Motors über ausgedehnte Zeitbereiche möglich, ohne daß nennenswerter Motorverschleiß eintritt.

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Ein weiteres Kennzeichen der Eigenart der Erfindung ist in der Kugelaufhängung für das Flügelrad,der Pumpe zu sehen. Wie schon gesagt sind das Flügelrad 84 und der zugehörige magnetische Eotor 102 in dem Pumpengehäuse angeordnet. Die Lagerkugel ruht in einer Vertiefung des oberen Flansches 108 der Metallhülse 104a. Durch diese Anordnung kann das ganze Flügelrad um das Gelenk schwingen, das so gebildet ist, und Vibrationen, die normalerweise bei der Verwendung von magnetischen Kupplungen, deren einander gegenüberliegende Flächen polarisiert sind, zu erwarten wären, sind ausgeschaltet.

Es steht fest, daß bei der handelsüblichen Magnetisierung von Magnetflächen eine ausgeglichen® . oder gleichförmige Magnetisierung der flächenf örmigen Kohle genau herzustellen unmöglich ist. Die Folge davon ist, daß die Anziehungskräfte zwischen den einander gegenüberliegenden Magneten, die die Kupplung bilden, in ungleicher Weise die Drehachse der Flügelrad-Baugruppe zu verschieben sucht, wenn diese rotiert, wodurch erhebliche Vibrationen entstehen. Die Kugelaufhängung der Einheit beseitigt die Ursache solcher Vibrationen. Die Wirkungsweise des Gerätes bei nicht ausgeglichenen magnetischen Gegebenheiten ist in Fig. 3 dargestellt. Man sieht hier, daß wenn der Motor in Betrieb, ist- die Oberfläche des Magneten

130 in einer Horizontalebene liegt. Der Flügelradmagnet 102 ist auf der anderen Seite, durch die Eugelaufhängung, aus der ersten Parallele mit dem Motormagneten um den Winkel "a" abgewichen. Sie Neigung der Drehachse der gesamten Flügelradeinheit 84/102 und ihre konstante Drehung um den einmal eingenommenen Winkel erfolgen ohne Vibration dank der Kugelaufhängung· Die magnetische Unbalanz, die sich aus Fertigungs- und Hagnetisierbedingungen der Magneten ergibt, wird hierdurch automatisch in dem gewünschten Ausmaß ausgeglichen, das zwischen einem Paar von Magneten erf order ist, und eine bekannte Quelle von Vibrationen und Verschleiß wird eliminiert. Der Grad der Neigungen hängt natürlich von dem Grad der Unbalanz ab, die kompensiert werden soll.

Eine weitere Eigenart der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine Wärmequelle entsteht, mit der das Wasser in dem Aquariumstank auf einer relativ gleichförmigen Temperatur unter den beim Aquariumsbetrieb üblichen Bedingungen gehalten wird. Hierzu ist festzustellen, daß ein geeigneter Temperaturbereich für ein "Gemeinschafts"-Aquarium zwischen 20,5⁰C und 23,3°0 (^0⁰F und 75⁰F) die ideale Temperatur ist. Hierzu wird bei bekannten Einrichtungen ein Heizgerät in das Aquariumswasser eingetaucht, das mit Thermostaten kontrolliert wird und in Betrieb genommen wird, wenn

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die Wassertemperatur unter die gewünschte Hohe sinkt.

Mit der Erfindung wird die Anwendung solch aufwendiger Heizgeräte unter den üblichen Bedingungen in einer Wohnung dadurch überflüssig, da die von dem Motor erzeugte Wärme dazu verwendet wird, das Aquariumswasser auf einer gleichförmigen Temperatur innerhalb des gewünschten Bereiches zu halten· Es hat sich herausgestellt, daß, wenn man den Motor in die nächste Nachbarschaft des Filtergehäuses stellt, im vorliegenden Falle unmittelbar unter dasselbe, man die normalerweise unvermeidbar entstehende Motorwärme dazu verwenden kann, das Gehäuse und seinen Inhalt an Flüssigkeit in Luftströmen zu baden, die darüber wegstreichen und wärmer sind, als die

das Temperatur des Raumes, in dem Aquarium aufgestellt ist. Hierzu ist das Motorgehäuse 116 mit geöffneten Wänden versehen, wie bei 200 und 20Oa angedeutet ist, wodurch die Raumluft durch das Gehäuse und um den Motor herum zirkulieren kann und in Form von Luftströmen entkommen kann, die die Wärme der Luft durch Leitung übertragen, wie durch den Pfeil 202 angedeutet· Eine gewisse Luftmenge trifft auf die Wand des Aquariumsbehälters auf und bewirkt auf diese Weise eine Temperaturerhöhung. Die Hauptströme der erwärmten Luft sind jedoch um das Filtergehäuse herumgeführt und baden es in der erwärmten Atmosxhäre, die dadurch entsteht. Die wärme wird dann auf das Wasser

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übertragen, das durch das Gehäuse fließt. Es hat sich ergeben, daß bei einer Anordnung, wo das zirkulierende Wasser auf diese Weise erhitzt wird, stabile Wärmeverhältnisse eintreten, wenn das Aufbereitungsgerät für das Aquariumswasser erst eine kurze Zeitspanne in Betrieb ist und daß die dann bestehenden stabilen WärmeVerhältnisse auf dem geringsten Stand gehalten werden können. Die Notwendigkeit, eine zusätzliche Wärmequelle zu schaffen, die bei normalen Bedingungen meistens gegeben ist, und einen aufwendigen Heizkörper erfordert, wird hierdurch beseitigt. Trotzdem können, wenn außergewöhnliche Raumtemperaturen vorhanden sind, zusätzliche aufwendige Wärmequellen installiert werden. Jedoch werden von einer solchen Wärmequelle eine geringere Kapazität vorausgesetzt und von ihr eine entsprechend geringere Energieanforderung gestellt.

Aus dem Aquariumsbehälter wird das Wasser mit Hilfe eines herkömmlichen, nicht dargestellten Siphonrohres in den Behälter eingeleitet und durch das Rohr 146 wieder in den Aquariumsbehälter zurückgebracht.

Patentansprüche: 009828/0059

Claims (3)

Patentansprüche:

1. / An der Wand eines Aquariums außen aufzuhängende Wasseraufbereitungseinrichtung mit einer Umpumpeinrichtung für das Aquariumswasser, deren Pumpe von einem Elektromotor angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor(114) so an dem Gehäuse der Wasssraufbereitungseinrichtung (10) angeordnet ist, daß seine Wärme auf das Gehäuse und das darin zirkulierende Wasser übergeht.

2. Wasseraufbereitungseinrichtung mit einer Zentrifugal-Jflügelradpumpe und mit einem Elektromotor mit Stator und Eotor mit vertikaler· Rotorwelle, dadurch gekennzeichnet , öaB die Eotorwelle (216) und die Welle des IPlügelra&es (84-) ©inaaäer

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(224) in Schwä^m'stellung gehalten ist ' 009828/00S9

3. Wasseraufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Flügelrad (84) der Pumpe eine Hohlwelle hat, an deren einem Ende die Flügel (90) befestigt sind und eine Lagerkugel (110) befestigt ist, die von einem Ende einer Hülse (104a) abgestützt ist, welche im Pumpengehäuse (52) senkrecht stehend befestigt ist, so, daß die Hohlwelle sich in einer geneigten Stellung einstellen kann, wobei die Hohlwelle am anderen Ende den Magneten (102) trägt, der zusammen mit einem Gegenmagneten (130) den der Antriebsmotor (124) trägt, die Magnetkuppelung bildet.

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