DE19962729A1 - Selbstansaugendes Pumpenaggregat - Google Patents
Selbstansaugendes PumpenaggregatInfo
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Abstract
Das selbstansaugende Pumpenaggregat umfasst eine elektromotorisch angetriebene Kreiselpumpe, deren Pumpenlaufrad ein Ejektor koaxial vorgeordnet ist. Der einerseits an einen Saugstutzen der Pumpe angeschlossene Ejektor umfasst andererseits einen Einströmkanal für das Entnehmen von Treibwasser aus dem Pumpengehäuse. Um ein luftfreies Entnehmen von Treibwasser in dem Pumpengehäuse sicherzustellen, ist dem Einströmkanal des Ejektors eine Einströmverlängerung vorgeordnet, deren Strömungseinlass sich in Nähe des unteren Wandbereichs des Pumpengehäuses befindet.
Description
Die Erfindung geht aus von einem selbstansaugenden Pumpenaggregat nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein derartiges Pumpenaggregat ist aus der EP 0 361 329 B1 bekannt. Es umfasst
eine elektromotorisch angetriebene Kreiselpumpe mit einem Ejektor, der koaxial
mit dem Saugmund des Pumpenlaufrades verbunden ist. Der Ejektor ist auf seiner
Zuströmseite einerseits an den Saugstutzen der Pumpe angeschlossen und anderer
seits mit einem Einströmkanal für Treibwasser versehen. Das Treibwasser wird vor
dem Einschalten der im Einbauzustand mit horizontal liegender Pumpenwelle
betriebenen Pumpe in deren Gehäuse eingefüllt, um das Ansaugen der Förder
flüssigkeit aus der vor dem Aggregat befindlichen Ansaugstrecke zu ermöglichen.
Dem Pumpenlaufrad ist eine Leiteinrichtung zugeordnet, mit deren Hilfe das
Pumpenlaufrad in das Pumpengehäuse, das mit dem üblichen Druckstutzen verse
hen ist, fördert. Der Saugstutzen und der Druckstutzen des Pumpengehäuses sind
oberhalb der Drehachse des Pumpenlaufrades angeordnet, damit das in das
Pumpengehäuse eingefüllte Treibwasser in diesem verbleibt und seine Funktion
erfüllen kann. Im Anfangsbetrieb der Pumpe wird nur das Treibwasser in dem
Pumpengehäuse zirkuliert, um in der vorerwähnten Ansaugstrecke ein ausreichen
des Vakuum zu erzeugen, welches die zu fördernde Flüssigkeit in das Pumpen
gehäuse gelangen lässt. Der Einströmkanal des Ejektors besteht aus einem axial
ausmündenden, nahe parallel zu und unterhalb der Pumpenlaufraddrehachse
verlaufenden Einlassabschnitt und einem sich daran anschließenden Radialab
schnitt, der in die axiale Treibdüse des Ejektors einmündet. Durch diese Aus
bildung des Einströmkanales ist der Nachteil gegeben, dass ein relativ hoher, aus
der Ansaugstrecke stammender Luftanteil des zirkulierenden Treibwassers in den
Einströmkanal gelangt, so dass die Schaffung eines Vakuums in der Ansaugstrecke
zu dem Pumpenaggregat zeitraubend ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung eines selbstansaugenden
Pumpenaggregates der einleitend angeführten Art dahingehend, dass die Erzeu
gung des Vakuums in der Ansaugstrecke zu dem Pumpenaggregat zeitlich erheb
lich verkürzt ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Patentanspruch 1 angeführt.
Durch diese Lösung wird bewirkt, dass nur solches Treibwasser aus dem unteren
Pumpengehäuse entnommen wird, dass keinen oder im Wesentlichen keinen
Luftanteil enthält. Dadurch wird aufgrund eines sich schnell entwickelnden und
starken Vakuums eine verstärkte Saugwirkung auf die Luft in der genannten
Ansaugstrecke ausgebildet, weil ein durch das Ansaugen von Luft aus der An
saugstrecke im Treibwasser befindlicher Luftanteil nicht mehr zu dem erfindungs
gemäß tiefergelegten Einlass des gesamten Einströmkanals gelangen kann und
daher von diesem nicht erfasst wird. Durch den gesamten Einströmkanal strömt
somit bis zum Beginn des eigentlichen Fördervorganges der Pumpe nur luftfreies
Treibwasser. Dadurch baut sich schnell ein starkes Vakuum in der Ansaugstrecke
auf, so dass diejenige Zeit erheblich verkürzt ist, die bis zum Eintreten von Förder
flüssigkeit aus der Ansaugstrecke in das Pumpengehäuse vergeht.
In einer vorzugsweisen Ausbildung des Pumpenaggregates erstrecken sich der
Einströmkanal und seine Einströmverlängerung, bezogen auf die Drehachse des
Pumpenlaufrades, in radialer Richtung zu dem unteren Wandbereich des Pumpen
gehäuses. Hierdurch ist eine einfache Ausbildung des gesamten Einströmkanales
gegeben. In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist ein gemeinsames ge
sondertes Rückwandteil für den Einströmkanal und dessen Einströmverlängerung
vorgesehen, das als öffenbarer Deckel ausgebildet und der Endwand des Pumpen
gehäuses zugekehrt ist. Durch diese Ausbildung des Ejektors kann dessen Treibdü
se schnell und einfach gereinigt werden.
Ein anderes vorteilhaftes Merkmal besteht darin, dass der Ejektor zweiteilig
ausgebildet ist, und zwar in Form eines ersten einstückigen Bauteils, das die
Treibdüse, den Einströmkanal, die Einströmverlängerung, einen die Treibdüse
umgebenden Ringraum und einen diesen Ringraum mit dem Saugstutzen des
Pumpengehäuses verbindenden Saugkanal umfasst, und eines zweiten einstückigen
Bauteils, das den übrigen und bekannten Aufbau des Ejektors aufweist. Diese
Ausbildung des Ejektors ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung
desselben.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch das Pumpenaggregat,
Fig. 2 einen Axialschnitt durch ein zuströmseitiges Bauteil des Ejektors
des Aggregates,
Fig. 3 eine Seitenansicht auf das Bauteil nach Fig. 2 gemäß dem Pfeil A,
Fig. 4 eine Seitenansicht auf das Bauteil nach Fig. 2 gemäß dem Pfeil B,
jedoch mit aufgeklapptem Rückwandteil,
Fig. 5 einen Axialschnitt durch ein gegenüber dem Ausführungsbeispiel
nach den Fig. 2 und 4 abgeändertes Bauteil des Ejektors,
Fig. 6 einen Axialschnitt durch ein weiteres Beispiel des Bauteils nach
Fig. 2.
Das in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichnete, selbstansaugende Pumpenaggregat
umfasst eine Kreiselpumpe 2 und einen Elektromotor (nicht gezeigt) zu ihrem
Antrieb, dessen Welle 3 das Pumpenlaufrad 4 trägt. Die Pumpe 2 wird so einge
baut, dass die Drehachse 5 des Pumpenlaufrades 4 horizontal verläuft, wie es in
Fig. 1 gezeigt ist.
Die Kreiselpumpe 2 umfasst neben ihrem Laufrad 4 ein Gehäuse 6 mit einem
Saugstutzen 7 und einem Druckstutzen 8, wobei sich beide Stutzen üblicherweise
oberhalb der horizontalen Drehachse 5 befinden. Dem Pumpenlaufrad 4 ist in
nerhalb des Gehäuses 6 eine Leiteinrichtung 9 zugeordnet, welche bewirkt, dass
die vom Laufrad geförderte Flüssigkeit zunächst in das Pumpengehäuse 6 gelangt,
von wo es dann über den Druckstutzen 8 abgefördert wird.
Dem Pumpenlaufrad 4 ist ein Ejektor 10 koaxial vorgeordnet, und zwar mündet der
Ejektor in den Saugmund 11 des Pumpenlaufrades 4 ein. Das andere Ende des
Ejektors 10 ist an den Saugstutzen 7 des Pumpengehäuses 6 angeschlossen und
weist des Weiteren einen Einströmkanal 12 auf, dem in bekannter Weise eine
Treibdüse 14 folgt.
Zur einfachen Herstellung des Ejektors 10 ist dieser zweiteilig ausgebildet. Er
besteht somit aus einem ersten einstückigen Bauteil 15, das den Einströmkanal 12,
die Treibdüse 14 und weiter einen die Treibdüse umgebenden Ringraum 16, einen
diesen Ringraum mit dem Ansaugstutzen 7 des Pumpengehäuses 6 verbindenden
Saugkanal 17 und ferner eine kanalförmige Einströmverlängerung 18 für den
Einströmkanal 12 umfasst. Diese Einströmverlängerung ist so lang ausgebildet,
dass deren Strömungseinlass 19 bis in die Nähe des unteren Wandbereichs 6a des
Pumpengehäuses 6 reicht. Somit besteht zwischen dem Strömungseinlass 19 der
Einströmverlängerung 18 des Einströmkanals 12 und dem unteren Wandbereich 6a
des Pumpengehäuses 6 nur ein relativ schmaler Spalt 20, durch den hindurch
Treibwasser aus dem unteren Gehäuseraum 13 gemäß dem Pfeil 21 in den Strö
mungseinlass gedrückt wird.
In einer einfachen und kostengünstig herzustellenden Ausführungsform erstrecken
sich der Einströmkanal 12 und insbesondere seine Einströmverlängerung 18,
bezogen auf die Drehachse 5 des Pumpenlaufrades, in radialer Richtung zu der
unteren Wandung 6a des Pumpengehäuses 6. Alternativ ist es möglich, dass die
Einströmverlängerung 18 auch einen anderen Verlauf aufweisen kann, jedoch ist
es in jedem Fall wichtig, dass der Strömungseinlass 19 der Einströmverlängerung
bis nahe an den unteren Wandbereich 6a des Pumpengehäuses 6, natürlich unter
Belassung eines ausreichenden Einströmspaltes 20, heranreicht, um sicherzustel
len, dass ausreichend luftfreies Treibwasser in den aus dem Kanal 12 und dessen
Verlängerung 18 gebildeten Gesamteinströmkanal gedrückt werden kann. Bei
spielsweise ist es möglich, dass die Einströmverlängerung 18 einen gegenüber der
Darstellung in Fig. 1 schräg abwärts gerichteten Verlauf aufweisen kann.
Der übrige und bekannte Aufbau des Ejektors 10, wie er aus Fig. 1 für den Fach
mann klar und eindeutig ersichtlich ist, ist zu einem zweiten einstückigen Bauteil
22 zusammengefasst und mit dem ersten Bauteil 15 des Ejektors in geeigneter
Weise lösbar miteinander verbunden.
Der gesamte Ejektor 10, d. h. seine beiden Bauteile 15 und 22, kann bzw. können
sowohl aus Metall als auch aus Kunststoffmaterial bestehen.
In den Fig. 2, 3 und 4 ist eine besondere Ausführungsform des ersten Bauteils 15
des Ejektors 10 dargestellt. Vorzugsweise besteht dieses Beispiel aus Kunststoff
material. Dieses Bauteil weist ein gemeinsames gesondertes Rückwandteil 23 für
den Einströmkanal 12 und dessen Einströmverlängerung 18 auf, wobei dieses
Rückwandteil abnehmbar ist. Dadurch fungiert das Rückwandteil als öffenbarer
Deckel, woraus sich der Vorteil ergibt, dass die Treibdüse 14 bei geöffnetem
Rückwandteil leicht gereinigt werden kann.
Wie es in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, kann das Rückwandteil 23 mittels angeform
ter, flexibler Gelenklaschen 24 mit dem übrigen Bauteil 15 des Ejektors 10 verbun
den sein. Aufgrund der Gelenklaschen 24 kann das Rückwandteil 23 nicht verloren
gehen. Alternativ können die Laschen 24 auch entfallen. Das Rückwandteil ist mit
Hilfe von Rastmitteln (nicht gezeigt) mit dem übrigen Bauteil 15 lösbar verbunden.
Falls es erforderlich ist, kann das Bauteil 15 mit inneren Rippen 25 für die Stabili
sierung der Flüssigkeitsströmung in dem Ringraum 16 versehen sein.
Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform zu derjenigen in den Fig. 2, 3 und 4.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das gesonderte Rückwandteil 26 vom übrigen
Aufbau des Bauteils 15 nicht abnehmbar. Da das Rückwandteil 26 und der übrige
Aufbau des Bauteils 15 getrennt voneinander hergestellt werden, werden beide
Teile anschließend miteinander verbunden, vorzugsweise durch Stoffschluss, z. B.
durch Verschweißung. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sich der
übrige Aufbau des Bauteils 15, also mit weggelassenem Rückwandteil 26, gieß
technisch wegen der einfacheren Gießform kostengünstiger herstellen lässt im
Vergleich zu einem Bauteil 15 mit einem Rückwandteil 26 in bestimmungsge
mäßer Lage.
Die bisher beschriebenen Ausführungsformen des ersten Bauteils 15 des Ejektors
10 haben aufgrund des vorgesehenen Rückwandteils 23 bzw. 26 als rückseitige
Wandbegrenzung für den Einströmkanal 12 und dessen Einströmverlängerung 18
den Vorteil, dass auf die Lage und den Verlauf der Endwand 6b des Pumpen
gehäuses 6 keine Rücksicht genommen zu werden braucht, so dass diesbezügliche
Herstellungstoleranzen und Formen für das Pumpengehäuse 6 keine Rolle spielen
bzw. Gestaltungsfreiheit geben.
Anders ist dies bei der Ausführungsform des Bauteils 1 S des Ejektors 10 nach Fig.
6. Hier bildet die Endwand 6b des Pumpengehäuses 6 die rückseitige Wand
begrenzung für den Einströmkanal 12 und seine Einströmverlängerung 18. In
diesem Falle ist das Pumpengehäuse 6 in seinem Längenmaß so toleriert, dass die
Endwand 6b an dem rückwandfreien Aufbau 15 des Ejektors 10 flüssigkeitsdicht
anliegt, wenn das Pumpengehäuse 6 mit dem Motorgehäuse verbunden ist. Aber
auch bei diesem Beispiel ist der Einströmkanal 12 mit einer Einströmverlängerung
18 versehen, die unter Belassung eines Eintrittsspaltes 20 bis nahe an den unteren
Wandbereich 6a des Pumpengehäuses 6 heranreicht.
Im Falle eines gesondert hergestellten Rückwandteils 23, 26 kann dieses aus
weicherem Material bestehen als das übrige Ejektorbauteil 15; dies gilt insbesonde
re für die Wahl von Kunststoff als Material für das Bauteil 15.
Claims (9)
1. Selbstansaugendes Pumpenaggregat, umfassend
einen Elektromotor mit einem auf seiner Antriebswelle sitzenden Pumpen laufrad,
einen vor dem Saugmund des Pumpenlaufrades zu diesem koaxial an geordneten Ejektor,
eine dem Pumpenlaufrad zugeordnete Leiteinrichtung,
ein Pumpengehäuse, das das Pumpenlaufrad, den Ejektor und die Leitein richtung umgibt sowie einen Saugstutzen und einen Druckstutzen aufweist, wobei sich diese Stutzen oberhalb der Drehachse des Pumpenlaufrades befinden und
wobei der Ejektor mit seinem Einströmendbereich einerseits an den Saugstutzen des Pumpengehäuses und andererseits an einen unterhalb der genannten Drehachse verlaufenden, in die Treibdüse des Ejektors ein mündenden Einströmkanal für Treibwasser aus dem Pumpengehäuse angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Einströmkanal (12) mit einer kanalförmigen Einströmverlänge rung (18) versehen ist, deren Strömungseinlass (19) sich in Nähe des unteren Wandbereichs (6a) des Pumpengehäuses (6) befindet.
einen Elektromotor mit einem auf seiner Antriebswelle sitzenden Pumpen laufrad,
einen vor dem Saugmund des Pumpenlaufrades zu diesem koaxial an geordneten Ejektor,
eine dem Pumpenlaufrad zugeordnete Leiteinrichtung,
ein Pumpengehäuse, das das Pumpenlaufrad, den Ejektor und die Leitein richtung umgibt sowie einen Saugstutzen und einen Druckstutzen aufweist, wobei sich diese Stutzen oberhalb der Drehachse des Pumpenlaufrades befinden und
wobei der Ejektor mit seinem Einströmendbereich einerseits an den Saugstutzen des Pumpengehäuses und andererseits an einen unterhalb der genannten Drehachse verlaufenden, in die Treibdüse des Ejektors ein mündenden Einströmkanal für Treibwasser aus dem Pumpengehäuse angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
dass der Einströmkanal (12) mit einer kanalförmigen Einströmverlänge rung (18) versehen ist, deren Strömungseinlass (19) sich in Nähe des unteren Wandbereichs (6a) des Pumpengehäuses (6) befindet.
2. Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der
Einströmkanal (12) und seine Einströmverlängerung (18), bezogen auf die Dreh
achse (5) des Pumpenlaufrades (4), in radialer Richtung zu dem unteren Wand
bereich (6a) des Pumpengehäuses (6) erstrecken.
3. Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein
gemeinsames gesondertes Rückwandteil (23) als der Endwand (6b) des Pumpen
gehäuses (6) zugekehrte Wandbegrenzung für den Einströmkanal (12) und dessen
Einströmverlängerung (18) vorgesehen ist.
4. Pumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das
gesonderte Rückwandteil (23) als öffenbarer Deckel ausgebildet ist.
5. Pumpenaggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
gesonderte Rückwandteil (23) aus Kunststoffmaterial besteht.
6. Pumpenaggregat nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass
das gesonderte Rückwandteil (23) mittels Gelenklaschen (24) an dem übrigen
Aufbau des Ejektors (10) befestigt ist.
7. Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als
eine rückseitige Wandbegrenzung für den Einströmkanal (12) und dessen Ein
strömverlängerung (18) die Endwand (6b) des Pumpengehäuses (6) vorgesehen ist.
8. Pumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Ejektor (10) zweiteilig ausgebildet ist, und zwar in Form eines
ersten einstückigen Bauteils (15), das die Treibdüse (14), den Einströmkanal (12),
die Einströmverlängerung (18), einen die Treibdüse umgebenden Ringraum (16)
und einen diesen Ringraum mit dem Saugstutzen (7) des Pumpengehäuses (6)
verbindenden Saugkanal (17) umfasst, und eines zweiten einstückigen Bauteils
(22), das den übrigen und bekannten Aufbau des Ejektors umfasst.
9. Pumpenaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beide
einstückigen Bauteile (15, 22) des Ejektors (10) aus Kunststoffmaterial bestehen.
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