DE19909371A1 - Kreiselpumpe mit Serviceschnittstelle - Google Patents

Abstract

Von einem Elektromotor betriebene Pumpe, insbesondere Kreiselpumpe, zur Förderung eines Mediums in einem Heizungs- oder Kühlsystem, die eine Pumpenkammer mit einem Einlaß und einem Auslaß aufweist, wobei innerhalb der Pumpenkammer ein Laufrad angeordnet ist, wobei die Pumpenkammer ein umgebendes Gehäuse 1 mit einer Eintrittsöffnung 2 für den Einlaß und einer Austrittsöffnung 4 für den Auslaß aufweist, wobei die Eintritts- 2 und die Austrittsöffnung 4 von einem im Gehäuse 1 angeordneten und von außen betätigbaren Absperrteil 6 verschließbar sind und wobei der Elektromotor und das Laufrad 13 ein Antriebsteil bilden, das lösbar am Gehäuse 1 befestigt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine von einem Elektromotor betriebene Pumpe, insbesondere eine Kreiselpumpen zur Förderung eines Mediums in einem Heizungs- oder Kühlsystem, die eine Pumpenkammer mit einem Einlaß und einem Auslaβ aufweist, wobei innerhalb der Pumpenkammer ein Laufrad angeordnet ist.

Derartige Kreiselpumpen sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt und werden insbesondere in Heizungskreisläufen von Gebäuden eingesetzt. Für den Einbau einer solchen Pumpe wird an einer geeigneten Stelle, beispielsweise im Vorlauf nahe dem Heizkessel, das Leitungssystem unterbrochen und bevor die Pumpe mittels Flanschen an den Rohrenden angeschlossen wird. Mitunter sind der hydraulische Teil und der elektrische Teil der Pumpe durch einen Spalttopf voneinander getrennt, so daß der elektrische Teil zur Wartungszwecken ausgetauscht wird, während der hydraulische Teil im System verbleiben kann.

Nachteilig an den bislang bekannten Pumpen ist dennoch, daβ für den nachträglichen Einbau oder für Wartungsarbeiten am hydraulischen Teil das Wasser aus dem System abgelassen werden muß, bevor die Pumpe demontiert werden kann. Diese Arbeiten gehen mit erheblichen Beeinträchtigungen im Betrieb des Systems und mit einem großem Kostenaufwand einher.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektrisch betriebene Pumpe zu schaffen, die bei geringem konstruktiven Aufwand eine große Zuverlässigkeit, eine hohe Wartungsfreundlichkeit und damit eine große Kostenersparnis gewährleistet.

Diese Aufgabe wird durch eine Pumpe nach Anspruch 1 gelöst.

Die zentrale Idee der erfindungsgemäßen Pumpe ist, daß der im Naßraum befindliche hydraulische Teil mit den drehbaren Motorteilen von einem separaten Gehäuse umgeben ist, das als Aufnahme für die hydraulischen Komponenten der Pumpe dient und bei dem die Möglichkeit gegeben ist, die Mündungsöffnungen der das Medium führenden Leitungen durch von außen betätigbare Absperrteil zu verschließen oder kurzzuschließen. Dieses als Adapter dienende Gehäuse übernimmt zum einen die Funktion einer Schleuse, die zunächst gegenüber dem System verschlossen wird, bevor die in der Kammer befindlichen Komponenten entfernt werden. Zum Anderen kann im demontierten Zustand der Pumpe ein Kurzschluß zwischen den Mündungsöffnungen realisiert werden, der beim Anschluß der Pumpe unwirksam wird und dabei die Mündungsöffnungen mit Saug- und Druckstutzen der Pumpe verbindet.

Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Pumpe ist dabei, daß nicht nur der elektrische Teil, sondern auch der hydraulische Teil zusammen mit dem Laufrad problemlos aus dem System zur Wartungszwecken entfernt werden kann, ohne daß sämtliche Leitungen des Systems vollständig entleert werden müssen. Außerdem kann im Falle von Neubauten zunächst der Adapter installiert und durch einen Deckel von außen verschlossen werden, bevor zu einem späteren Zeitpunkt die Pumpe in das System integriert wird. Die Funktionstüchtigkeit des Leitungssystems ist schon vor der Integration der Pumpe durch die von Medium durchströmbare Kammer gegeben, wobei das Absperrteil durch ein Betätigungsorgan betätigbar ist.

In einer besonderen Ausführungsform ist die Betätigung des. Absperrteiles über eine Bewegung des Antriebsteils möglich. So kann auf zusätzliche das Absperrteil beaufschlagende Betätigungsorgane verzichtet werden. Gleichzeitig kann gewährleistet werden, daß ein Entfernen des Antriebsteils ein Schließen des Absperrteiles bewirkt, so daß ein unbeabsichtigtes Öffnen des Systems ausgeschlossen werden kann. Dieser Gesichtspunkt ist insbesondere für eine erhöhte Betriebssicherheit relevant.

Vorteilhafterweise ist innerhalb des Gehäuseinnenraumes ein Hydraulikeinsatz angeordnet der die hydraulische Funktion der Pumpe unterstützt. In diesem Hydraulikeinsatz, der Zu- und Ablaufkanäle aufweist ist gleichzeitig das Laufrad in einer Laufradkammer gelagert. Der Hydraulikeinsatz gewährleistet insofern eine hohe Flexibilität der Pumpe, als für verschiedene Pumpentypen und Pumpengrößen verschiedene einsetzbare Hydraulikeinsätze eingesetzt werden können. Das System ist somit beliebig nachträglich veränderbar und kann den entsprechenden Anforderungen angepaßt werden. Im Falle einer Kreiselpumpe ist es vorteilhaft, den Hydraulikeinsatz mit einem zentralen Ansaugkanal zu versehene über den das Wasser aus dem Gehäuseinnenraum zum Laufrad gelangt, bevor das Medium in radialer Richtung zum Ausströmkanal abgeführt wird.

Um durch eine Bewegung des Antriebsteils eine Überführung des Absperrteiles von der schließenden in die öffnende Stellung oder umgekehrt herbeizuführen, ist es vorteilhaft, den Hydraulikeinsatz und das Absperrteil verdrehbar innerhalb des Gehäuses zu lagern und außerdem das Absperrteil und den Hydraulikeinsatz in Drehrichtung formschlüssig zu verbinden.

Somit bewirkt eine Drehung des Hydraulikeinsatzes eine zeitgleiche Drehung des Absperrteiles und damit ein Verschließen bzw. Öffnen der Anschlußöffnungen.

In einer besonders zu bevorzugenden Ausführungsform ist das Antriebsteil zusätzlich über einen Bajonettverschluß mit dem Gehäuse verbunden, wobei ein Schließen des Verschlusses durch Drehung des Antriebsteils ein Öffnen des Absperrteiles bewirkt. Die Montage der erfindungsgemäßen Pumpe an dem im System vorgesehenen Anschlußadapter erfolgt dann derart, daß das Antriebsteil mit Hydraulikeinsatz und Motor in das Gehäuse eingesetzt bzw. auf das Gehäuse aufgesetzt wird und durch eine Drehung um einen Teilkreis über den Bajonettverschluß mit dem Gehäuse verbunden wird. Da beim Verschließen gleichzeitig das Absperrteil öffnet, ist die Pumpe sofort nach der Montage betriebsbereit und die Leitung offen. Vorteilhafterweise ist ein mechanisches Rastmittel vorgesehen, daß das Antriebsteil in der Schließstellung des Bajonettverschlusses gegen ein Öffnen sichert, so daß eine ungewollte Demontage der Pumpe verhindert ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das Antriebsteil ein, insbesondere aus Kunststoff gefertigtes, Halteteil auf, mit dem der Hydraulikeinsatz und das Absperrteil im Innenraum des Gehäuses gehalten werden und das das Gehäuse wie ein Deckel nach außen hin abdichtet. Das Halteteil dient damit einerseits zur fixierenden Halterung der Hydraulikkomponenten und nimmt andererseits die elektrischen Komponenten auf der der Hydraulik abgewandten Seite auf. Es ist gegenüber dem Gehäuse und gegenüber dem Hydraulikeinsatz durch Dichtringe abgedichtet. Ein aus Kunststoff gefertigtes Halteteil gewährleistet gleichzeitig auch einen magnetischen Fluß zwischen den Motorwicklungen und den innerhalb des Laufrades angeordneten Magneten. Gleichzeitig bietet der Kunststoff eine gewisse Flexibilität, die ein Verspannen der aufeinandergesetzten hydraulischen Komponenten im Innenraum des Gehäuses gewährleistet.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das Halteteil einen zapfenartigen Vorsprung in das Gehäuse auf, der einen Achsenstumpf zur Lagerung des Laufrades bildet. Dabei wird das Laufrad vorteilhafterweise auf einer in die Stirnseite der Achse eingebrachte Metallkugel gelagert. Die vom Halteteil getragenen elektrischen Komponenten, welche die Statorwicklungen und die Steuerelektronik umfassen, sind in einer vorteilhaften Ausführungsform von einer Abdeckkappe bedeckt, wobei die Abdeckkappe abnehmbar am Halteteil befestigt ist. Wie das Halteteil selber kann auch die Abdeckkappe aus Kunststoff gefertigt sein, um zu einer Gewichts- und Kostenreduzierung beizutragen. Weiterhin kann vorgesehen werden, daß die Abdeckkappe drehbar am Halteteil gehalten ist, wobei eine Drehung der Abdeckkappe über eine Welle auf einen Potentiometer oder ein anderes elektronisches Verstellteil wirkt und die Veränderung eines Betriebs­ parameters der Pumpe, insbesondere der Drehzahl, hervorruft.

Die erfindungsgemäße Pumpe ist besonders für den Einsatz als sogenannte "dezentrale" Pumpe eingerichtet, die nicht zentral in der Umgebung eines Heizkessels, sondern dezentral in der Nähe eines Heizkörpers eingesetzt wird. Eine jede dieser im System angeordneten dezentralen Pumpen versorgt dann diejenigen Wärmeübertragungselemente, insbesondere die Heizkörper, die innerhalb des thermisch abgeschlossenen Raumes angeordnet sind. Gerade im Falle dieser dezentralen Pumpen kommen die Vorteile der erfindungsgemäßen und über den Adapter anschließbaren Pumpe besonders zum tragen, da nunmehr innerhalb des Systems, insbesondere an den Wärmeübertragern, mehrere als Adapter fungierende Gehäuse vorgesehen werden können, auf die nachträglich die Pumpen aufsetzbar sind. Die erfindungsgemäße problemlos nachträglich zu installierende Pumpe bietet dabei besonderen Schutz vor Vandalismus, der insbesondere auf frei zugänglichen Baustellen um sich greift. So ist es denn möglich, die Pumpen erst kurzfristig nach dem Bezug der Wohnungen zu installieren, wobei die Dichtigkeit des Systems jedoch schon im Bauzustand durch den Kurzschluß über der Absperrteile oder durch ein Abdecken der Adapter mit Deckeln getestet werden kann.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Absperrventil eine Bypaßleitung auf, welche die beiden Anschlußöffnungen miteinander verbindet. Die Verbindung entsteht in dem Moment, wenn die Pumpe durch Öffnen des Drehverschlusses demontiert wird. Ein solcher Kurzschluß zwischen den beiden Leitungen ist vorteilhaft, da damit das System auch ohne angeschlossene Pumpe dicht ist und von Medium durchströmt werden kann. Das System bleibt damit betriebsbereit.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen 1 und 2 dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Schnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe mit stirnseitig angeordneten Anschlußleitungen ,

Fig. 2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Pumpe mit 90° versetzte Anschlußöffnungen und

Fig. 3 ein Absperrteil mit Bypaßleitung.

In Fig. 1 ist ein Adapter für den Anschluß einer Kreiselpumpe in einem Heizungs- oder Kühlsystem gezeigt. Der Adapter hat ein topfförmiges Gehäuse 1, in dessen Stirnwand eine Anschluß­ öffnung 2 für eine Vorlaufleitung 3 eingebracht ist. In die Seitenwand des Gehäuses 1 ist eine Öffnung 4 für eine Rück­ laufleitung 5 vorgesehen. Auf den Boden des Gehäuseinnenraumes ist ein Absperrteil 6 aufgelegt, das auf einen zentral angeordneten Zapfen 7 aufgesteckt und um diesen drehbar gelagert ist. Die der Anschlußöffnung 2 gegenüberliegende Stirnseite des Gehäuses ist offen und wird durch ein deckelförmiges Halteteil 8 aus Kunststoff verschlossen. Das Halteteil 8 ist mittels eines Bajonettverschlusses 9 am Gehäuse 1 gehalten, wobei der Bajonettverschlusses durch ein nicht dargestelltes Rastmittel in der Schließstellung gesichert wird.

In dem Gehäuseinnenraum ist ein Hydraulikeinsatz 10 einge­ setzt, der ebenfalls drehbar im Gehäuseinnenraum gelagert ist. Der Hydraulikeinsatz 10 steht formschlüssig in Wirkverbindung mit dem Absperrteil 6, so daß ein Verdrehen des Hydraulik­ einsatzes ein Verdrehen des Absperrteiles zur Folge hat. Zwischen dem Halteteil 8 und dem Hydraulikeinsatz ist gleichfalls ein Formschluß ist gegeben, so daß ein Verdrehen des Halteteils 8 zum Verschluß des Bajonettverschlusses ein Verdrehen des Absperrteiles 6 verursacht.

Der Hydraulikeinsatz 10 ist einerseits gegenüber dem Halteteil 8 durch eine O-Ring-Dichtung 11 und andererseits gegenüber dem Gehäuse 1 durch eine O-Ring-Dichtung 12 abgedichtet, so daß ein Austritt des Mediums aus dem Adapter verhindert wird. Der Hydraulikeinsatz 10 nach Fig. 1a ist zur Aufnahme eines Pumpenlaufrades 13 eingerichtet, wobei das Laufrad 13 auf eine am Halteteil 8 angeformten Achse drehbar gelagert ist. Der Antrieb des Laufrades 13 erfolgt über Magnetfelder, die auf im Laufrad 13 angeordnete Rotormagnete 14 durch das Halteteil 8- hindurch wirken. Der Hydraulikeinsatz 10 ist sozusagen als Pumpenkammer mit einem zentral angeordneten Einlaßstutzen 15 und einem Auslaß 16 ausgestattet, wobei das im Innenraum des Gehäuses 1 befindliche Medium durch den Einlaß 15 dem Laufrad 13 zugeführt und über den Auslaß 16 in die Rücklaufleitung 5 gepumpt wird.

In dieser Ausführungsform sind zwischen dem Hydraulikeinsatz 10 und der inneren Gehäusewand Dichtmittel 17 in Form von senkrecht zur Drehebene ausgerichteten Absperrmitteln vorgesehen (Fig. 1b), die eine Abdichtung zwischen dem Hydraulikeinsatz 10 bzw. dem Absperrteil 6 und der Wand des Gehäuses 1 bewirken.

Das Halteteil 8 weist einen Zapfen 18 auf, der an das Halteteil 8 angeformt ist und in dessen Stirnseite eine Kugel 19 in einer Halterung gehalten wird. Der Antrieb des Laufrades erfolgt mittels Magnetfeldern, die durch die Deckfläche des Halteteiles hindurchreichen und von Statorwicklungen 20 erzeugt werden, die auf der dem Hydraulikeinsatz abgewandten Seite des Halteteiles 8 angeordnet sind. Gleichzeitig trägt das Halteteil 8 die zur Regelung der Pumpe notwendige Elektronik 22, die wie die Statorwicklungen 20 von einem am Halteteil 8 gehaltenen Abdeckkappe 21 bedeckt sind.

Die Abdeckkappe 21 ist in diesem Beispiel über eine Welle 24 drehbar am Halteteil 8 gehalten ist, wobei eine Drehung der Abdeckkappe 21 eine Verstellung eines Potentiometers 23 und damit die Verstellung eines Pumpenparameters, insbesondere der Drehzahl, bewirkt.

In Fig. 2 ist wie in Fig. 1 ein Gehäuse 1 mit einem als Pumpengehäuse ausgebildeten Hydraulikeinsatz 10 gezeigt. In dieser Ausführungsform sind jedoch beide Anschlußöffnungen und 4 in der Stirnseite des Gehäuses angeordnet. Zum Verschluß der beiden Öffnungen 2 und 4 weist das Absperrteil 6 zwei als Klappen ausgebildete Absperrmittel 25a und 25b (Fig. 2b) auf, die am Absperrteil 6 angeformt sind. Die Absperrmittel 25a und 25b werden gegenüber dem Gehäuse 1 über die Öffnungen 2 und 4 umgebende Dichtringe 26 abgedichtet. Der Strömungsweg ist mit den Pfeilen A und B gekennzeichnet. In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Abdeckkappe 27 am Halteteil 8 über einen Bajonettverschluß 26 fest am Gehäuse 1 gehalten. Die Leistungselektronik und die Steuerelektronik sind in dieser Ausführungsform auf einem auf das Halteteil 8 aufgesetzten Elektronikträger 28 angeordnet.

In Fig. 3 ist ein Absperrteil 6 mit einer Bypaßleitung 28, wobei das Absperrteil 6 wie aus den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen bekannt in einem Gehäuse 1 drehbar gelagert ist und durch Drehung des nicht dargestellten Antriebsteiles positioniert werden kann. In der gezeigten Bypaßstellung (Fig. 3b) verbindet die Bypaßleitung 28 die Einlaßöffnung 2 mit der Auslaßöffnung 4. Das Absperrteil 6 ist an den Mündungsöffnungen der Bypaßleitung gegen die Öffnungen 2 und 4 über O-Ringe 29 abgedichtet.

Claims (16)

1. Von einem Elektromotor betriebene Pumpe, insbesondere Kreiselpumpe, zur Förderung eines Mediums in einem Heizungs- oder Kühlsystem, die eine Pumpenkammer mit einem Einlaß und einem Auslaß aufweist, wobei innerhalb der Pumpenkammer ein Laufrad angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Pumpenkammer ein umgebendes Gehäuse (1) mit einer Eintrittsöffnung (2) für den Einlaß und einer Austrittsöffnung (4) für den Auslaß aufweist,
• - daß die Eintritts- (2) und die Austrittsöffnung (4) von einem im Gehäuse (1) angeordneten und von außen betätigbaren Absperrteil (6) verschließbar sind und
• - daß der Elektromotor und das Laufrad (13) ein Antriebsteil bilden, das lösbar am Gehäuse (1) befestigt ist.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrteil (6) durch eine Bewegung, insbesondere durch eine Drehung, des Antriebsteiles betätigbar ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsteil einen im Innenraum des Gehäuses (1) beweglich gelagerten Hydraulikeinsatz (10) aufweist in dem das Laufrad (13) gelagert ist und in den Kanäle (15, 16) eingebracht sind, über die der Zustrom zum Laufrad (13) und der Abstrom vom Laufrad (13) geführt wird.

4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hydraulikeinsatz ein zentraler Ansaugkanal (15), eine Kreiselkammer und ein Ausströmkanal (16) eingebracht ist.

5. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrteil (6) und der Hydraulikeinsatz (10) im Gehäuse (1) zumindest um einen Teilkreis verdrehbar gelagert sind und daß der Hydraulikeinsatz (10) in Drehrichtung mit dem Absperrmittel (6) formschlüssig verbunden ist.

6. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsteil über einen Balonettverschluß (9) am Gehäuse (1) befestigbar ist und daß ein Öffnen des Bajonettverschlusses (9) ein Schließen der Eintritts- (2) und der Austrittsöffnung (4) durch das Absperrteil (6) bewirkt, wobei das Absperrteil (6) nach dem Entfernen des Antriebsteiles im Gehäuse (1) verbleibt.

7. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsteil ein Halteteil (8), insbesondere aus Kunststoff, aufweist, mit dem das Gehäuse (1) unter Einschluß des Absperrteiles (6) und des Hydraulikeinsatzes (10) abdeckbar ist.

8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (8) in Drehrichtung formschlüssig mit dem Hydraulikeinsatz (10) verbunden ist.

9. Pumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (8), eine zapfenartige Achse (18) zur Lagerung des Laufrades (13) aufweist.

10. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (8), auf der dem Laufrad (13) abgewandten Seite die Motorwicklungen (20) und die Steuerelektronik (22) trägt.

11. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Halteteil (8) getragenen Motorwicklungen (20) und die Steuerelektronik (22) von einer am Halteteil (8) gehaltenen Abdeckkappe (21) bedeckt sind.

12. Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe (21) drehbar am Halteteil (8) gehalten ist, wobei eine Drehung der Abdeckkappe (21) eine Verstellung eines Pumpenparameters, insbesondere der Drehzahl, bewirkt.

13. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteteil (8), über den Bajonettverschluß (9) am Gehäuse (1) gehalten ist.

14. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Laufrad (13) Magneten (14) angeordnet sind, deren Magnetfeld axial ausgerichtet ist, und daß durch die Motorwicklungen (20) ein axiales Magnetfeld derart erzeugbar ist, daβ das Laufrad (13) damit antreibbar ist.

15. Pumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrteil (6) einen Bypaßkanal (28) aufweist, mit dem die Öffnungen (2, 4) verbindbar sind.

16. Einsatz der Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 15 in einem Heiz- oder Kühlsystem mit mehreren Räumen und in den Räumen angeordneten und je über eine Vor- und über eine Rücklaufleitung versorgten Wärmeübertragungselementen, wobei die Pumpe in der Vor- oder der Rücklaufleitung in unmittelbarer Nähe des Wärmeübertragungselementes dezentral angeordnet ist.