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Die vorliegende Neuerung betrifft einen Adapter für eine Pumpenanlage, wobei die Pumpenanlage wenigstens eine Pumpe und wenigstens ein Anschlusselement, insbesondere wenigstens ein Anschlussrohr umfasst, und wobei Pumpe und Anschlusselement mittels des Adapters mittelbar und/oder unmittelbar miteinander verbindbar sind. Ferner betrifft die Neuerung eine derartige Pumpenanlage.
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Bislang bekannte Pumpenanlagen weisen den Nachteil auf, dass sie in der Regel überdimensioniert sind. Im Einzelnen bedeutet dies unter Anderem, dass die Pumpen und Motoren zumeist zu groß gewählt sind und somit regelmäßig nur im Teillastbetrieb betrieben werden.
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In bestehenden Anlagen kann derzeit eine Anpassung dadurch vorgenommen werden, dass Teillasträder oder kleinere Pumpengrößen eingesetzt werden. Insbesondere beim Einsatz kleinerer Pumpenbaugrößen tritt jedoch das Problem auf, dass die Anschlüsse, insbesondere die Flansche von Pumpen und Anlagenbauteilen, nicht zusammenpassen.
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Des Weiteren wäre es wünschenswert, übersynchron betriebene Pumpen einsetzen zu können. Dies wird durch die mittlerweile verfügbaren hocheffizienten Motoren und die zunehmende Verwendung von geregelten Pumpen ermöglicht. Für einen bestimmten Betriebspunkt wäre es dann möglich, kleinere Motoren bzw. kleinere Pumpengrößen zu verwenden. Allerdings stellt sich auch hier das Problem, dass die Anschlüsse, insbesondere die Flansche von Pumpen und Anlagebauteilen, aufgrund abweichender Durchmesser nicht zusammen passen.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungsansätze sind bislang nicht zufrieden stellend, da sie insbesondere nicht einfach aufgebaut und/oder nicht einfach montierbar sind, keine strömungsoptimierte Fluidführung ermöglichen und/oder keine kompakten Abmessungen aufweisen.
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Insbesondere sind herkömmliche Adapter mit jeweils endseitigen Flanschen versehen, so dass diese Adapter durch den notwendigen Mindestabstand zwischen den Flanschen für eine ausreichende Zugänglichkeit der Flanschverschraubung keine kompakten Abmessungen aufweisen.
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Aus der
US 2,144,417 ist eine Pumpe bekannt, bei der der Pumpenauslass eine Durchmesservergrößerung aufweist. Die Durchmesservergrößerung wird dadurch ausgebildet, dass ein Einsatz mit einer sich aufweitenden Innenbohrung in das Pumpengehäuse formschlüssig eingesetzt wird und von einem Flanschaufsatz teilweise übergriffen wird.
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Die
US 1,914,919 offenbart ein Anschlussstück für eine Pumpe und ein fluidführendes Rohr, wobei das Anschlussstück jeweils endseitig mit der Pumpe und dem Rohr verschraubt wird. Weiter ist eine Ausführungsform eines Anschlussstückes gezeigt, bei der das Anschlussstück jeweils endseitig mittels einer Flanschverbindung mit Pumpe und Rohr verbunden wird.
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Aus der
GB 399,891 ist weiter ein Einsatz für einen Druckmittel-Motor bekannt, der mittels einer Befestigungsmanschette am Motoreinlass befestigt wird. Der Einsatz weist für die Verbindung mit einem Schlauch für die Zuführung von Fluid mehrere umlaufende Dichtwulste auf, über die z. B. ein Schlauch aufgeschoben werden kann.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Neuerung, einen Adapter der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass er einfach aufgebaut und einfach montierbar ist, eine strömungsoptimierte Fluidführung ermöglicht und kompakte Abmessungen aufweist.
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Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß gelöst durch einen Adapter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass ein Adapter ein Verbindungselement für eine Pumpenanlage ist, wobei die Pumpenanlage wenigstens eine Pumpe und wenigstens ein Anschlusselement, insbesondere wenigstens ein Anschlussrohr umfasst, und wobei Pumpe und Anschlusselement mittels des Adapters mittelbar und/oder unmittelbar miteinander verbindbar sind. Dabei weist der Adapter einen Flansch auf, mittels dessen Pumpe und Adapter mittels einer Flanschverbindung verbindbar sind. Weiter weist der Adapter einen Stutzen auf, mittels dessen Adapter und Anschlusselement ineinander schiebbar verbindbar sind. Vorzugsweise ist das Anschlusselement ein Anschlussrohr. Eine mittelbare Verbindung kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass jeweils noch Dichtungselemente wie Dichtungsscheiben, –ringe und/oder -hülsen zwischen Adapter und Pumpe und/oder Anschlusselement vorgesehen sind. Es ist auch denkbar, dass Adapter und Pumpe bzw. Adapter und Anschlusselement unmittelbar aneinander stoßen und Dichtungselemente wie Dichtungsringe in Nuten o. Ä. die miteinander verbundenen Komponenten der Pumpenanlage dichten.
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Insbesondere ergibt sich der Vorteil, dass ein Teil der Abmessungen des Adapters in dem Anschlusselement verschwinden kann, so dass die Abmessungen des montierten Adapters bzw. der montierten Verbindung bestehend aus Adapter, Pumpe und Anschlusselement kompakt sind. Es ist denkbar, dass lediglich die Stärke des Flansches des Adapters in die axialen Abmessungen der montierten Verbindung eingeht, wenn der Adapter im Übrigen nur den vollständig in eine Öffnung des Anschlusselements einschiebbaren Stutzen aufweist.
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Besonders vorteilhaft ist insbesondere, dass die mit dem Adapter ermöglichte Verbindung eine gut zugängliche Flanschverbindung zwischen Pumpe und Adapter aufweist, die gegebenenfalls bei einer Wartungsarbeit leicht gelöst werden kann. Da erfahrungsgemäß die Verbindung zwischen Adapter und Anschlusselement mit einem Anschlussrohr der Pumpenanlage sehr selten gelöst werden muss, ist es nicht erforderlich, hier eine gut zugängliche Flanschverbindung vorzusehen. Hier können die üblichen Montagekriterien Verwendung finden, da der Adapter mit den bestehenden Flanschen korrespondiert. Durch diese Art der Verbindung kann insbesondere eine kompakte Abmessung des Adapters bzw. der montierten Verbindung umfassend den Adapter erreicht werden. Insbesondere ist es möglich, den Adapter einteilig bzw. einstückig auszuführen.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Adapter den Durchmesser des Anschlusselements auf den Durchmesser eines Anschlusses der Pumpe reduziert. Der Durchmesser kann der Nenndurchmesser des entsprechenden fluidführenden Elementes sein, wie z. B. der Innendurchmesser eines Rohres oder eines Anschlussstutzens. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der in das Anschlusselement hineinragende Stutzen endseitig eine Öffnung aufweist, die dem Durchmesser des Anschlusselementes entspricht oder angenähert ist. In Axialrichtung des Adapters kann sich dann der Innendurchmesser der fluidführenden Öffnung des Adapters auf den Durchmesser des Anschlusses der Pumpe reduzieren. Bevorzugt wird es, wenn sich der Durchmesser der fluidführenden Öffnung des Adapters kontinuierlich bzw. stetig reduziert. Insbesondere ist von Vorteil, wenn keine Vorsprünge oder kantenartigen Übergänge vorgesehen sind.
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Darüber hinaus ist möglich, dass der Anschluss der Pumpe ein Saugstutzen und/oder ein Druckstutzen ist. Es ist vorteilhafterweise für die Gestaltung des Adapters unerheblich, ob er auf einer Druck- oder Saugseite einer Pumpe angeordnet ist.
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Es ist denkbar, dass der Durchmesser des Anschlusselements und/oder der Durchmesser des Anschlusses der Pumpe ein durch einen Baukasten standarisierter Durchmesser ist und/oder dass der Adapter einen Flansch mit einer Wandstärke aufweist, die derart bemessen ist, dass sie die durch Durchmesserreduzierung entstehende Längendifferenz in Axialrichtung ausgleicht. Erfahrungsgemäß weisen kleinere Pumpen auch kleinere Abmessungen in Längsrichtung auf. Wenn nun eine größere, überdimensionierte Pumpe in einer bestehenden Pumpenanlage gegen eine kleinere, vorteilhaft dimensionierte Pumpe ausgetauscht wird, ergibt sich zwangsläufig eine Differenz in Längs- bzw. Axialrichtung. Da neben den Abmessungen der Durchmesser auch die Abmessungen in Längs- bzw. Axialrichtung bekannt sind, kann diese vorbekannte Differenz in einer vergrößerten Wandstärke des Flansches des Adapters berücksichtigt werden. Möglich ist insbesondere, für jegliche Sprünge im Baukasten, also z. B. von einem Durchmesser auf den nächstkleineren oder einen noch kleineren Durchmesser bereits jeweils die entsprechende Längendifferenz durch eine erhöhte Wandstärke des Flansches des Adapters von vornherein auszugleichen.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass sich die Durchmesser des Anschlusselements und des Anschlusses der Pumpe um ein oder mehrere Stufen aus dem Baukasten unterscheiden. Ein solches Baukastensystem kann durch technische Normen, Vorschriften, betriebsinterne Vorgaben oder in analoger Weise definiert sein.
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Weiter ist möglich, dass der Adapter und das Anschlusselement ineinander schraubbar sind. Hierzu kann beispielsweise ein Gewinde auf dem Stutzen des Adapters vorgesehen sein.
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Außerdem kann vorgesehen sein, dass der Adapter und das Anschlusselement formschlüssig und/oder reibschlüssig miteinander verbindbar sind. Beispielsweise können Adapter und Anschlusselement mittels einer Presspassung miteinander verbunden sein.
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Weiter ist vorgesehen, dass eine exzentrische Adapterausbildung einen Mittenversatz zwischen Pumpe und Anschlusselement ausgleicht. Diese Ausbildung findet in denjenigen Fällen Anwendung, bei denen eine zu verwendende kleinere Pumpe eventuell auch eine geringere Höhenlage der Pumpenwelle zu einer vorhandenen Pumpen-Aufstellebene aufweist. Infolgedessen ist ein Strömungsdurchgang innerhalb des Adapters exzentrisch zu den Verbindungsflächen zwischen Pumpe und/oder Anschlussstutzen angeordnet, um somit eine spannungsfreie Einbindung mit einer bestehenden Anlage zu erhalten. Eine Anpassung der Pumpenaufstellelemente an eine solche geänderte Konfiguration kann in einfachster Weise fallweise vorgesehen werden. Analog kann dies auch auf der Druckseite der Pumpe erfolgen.
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Bevorzugt wird es, wenn die Abmessungen von Adapter, Pumpe und Anschlusselement derart gewählt sind, dass die Pumpe durch einen frequenzgeregelten Antriebsmotor mit übersynchroner Drehzahl betreibbar ist.
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Denkbar ist, dass der Adapter wenigstens ein strömungsverteilendes Mittel aufweist, vorzugsweise wenigstens einen Diffusor. Um die Baulänge anzupassen, kann der Adapter auch als ein Stufendiffusor ausgeführt sein. Die strömungsverteilenden Mittel bzw. der Diffusor können dabei von einem axialen Ende bis zum anderen Ende des Adapters erstrecken. Die strömungsverteilenden Mittel können auch als Leitbleche oder andere separate Einbauteile ausgebildet sein. Vorzugsweise nehmen die Wandungshöhen der Leitbleche mit zunehmendem Öffnungsdurchmesser des Adapters zu, d. h. dass die Wandungshöhe im Bereich des Übergangs hin zum Anschlusselement am höchsten ist. Dabei kann die Wandungshöhe endseitig anschlusselementseitig maximal sein und endseitig pumpenseitig minimal, insbesondere Null, sein.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Adapter wenigstens ein schwingungsdämpfendes Element aufweist.
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Möglich ist ferner, dass der Adapter wenigstens ein schwingungsentkoppelndes Element aufweist.
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Von Vorteil kann es sein, wenn der Adapter wenigstens ein Element zur mittelbaren und/oder unmittelbaren Ermittlung von Messwerten aufweist, insbesondere wenigstens ein Element zur Messung von Druck, Temperatur und/oder Strömungsgeschwindigkeit. Hierzu können entsprechende Sensoren im Adapter selbst angeordnet bzw. integriert sein. Beispielsweise ist es möglich, dass das Element bzw. wenigstens ein Sensor mit der Pumpensteuerung in Signalverbindung steht und dass anhand der gemessenen Werte gegebenenfalls die Pumpleistung bzw. Drehzahl der Pumpe verändert wird.
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Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der Adapter zumindest teilweise strömungsoptimiert ausgebildet ist.
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Außerdem ist denkbar, dass der Adapter wenigstens eine Armatur aufweist. Eine derartige Armatur kann beispielsweise ein geeignetes Bedienelement für die Pumpe im Speziellen oder die Pumpenanlage im Allgemeinen sein. Insbesondere kann die Armatur ein Absperrhahn, eine Absperrklappe, ein Absperrschieber, ein Entlüfter ein kombiniertes Freiflussventil mit Rückflussverhinderer (KFR-Ventil), ein Kondensatableiter und/oder ein Rückflussverhinderer sein.
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Weiter sind zwischen Adapter und Pumpe sowie zwischen Adapter und Anschlusselement mindestens ein Dichtungselement vorgesehen.
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Des Weiteren betrifft die Neuerung eine Pumpenanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 19. Danach ist vorgesehen, dass eine Pumpenanlage wenigstens eine Pumpe, wenigstens ein Anschlusselement sowie wenigstens einen Adapter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 aufweist.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Neuerung sollen anhand eines in der Zeichnung näher dargestellten Ausführungsbeispiels dargestellt werden. Es zeigt:
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1: eine Schnittdarstellung einer neuerungsgemäßen Pumpenanlage, und die
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2 & 3: andere Ausbildungsformen.
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4: eine Pumpenanlage mit verschiedenen Ausbildungsformen
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1 zeigt in Schnittdarstellung eine Pumpenanlage 100, wobei die miteinander zu verbindenden Komponenten Adapter 10, Pumpe 20 und Anschlusselement 30 voneinander gelöst dargestellt sind.
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Das Anschlusselement 30 weist dabei einen Innendurchmesser d30 auf und ist vorzugsweise als Anschlussrohr 30 ausgebildet. Für den standardmäßigen Anschluss ist ein Flansch 31 vorgesehen, der üblicherweise an die angrenzende Komponente wie eine Pumpe angeflanscht wird.
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Im hier dargestellten Fall soll jedoch eine bislang verwendete, überdimensionierte und nicht näher dargestellte Pumpe aus einem Baukasten gegen eine kleinere und dafür übersynchron betreibbare Pumpe 20 aus diesem oder einem anderen Baukasten ausgetauscht werden. Die Pumpe 20 weist folglich einen kleineren Innendurchmesser d20 im Pumpenstutzen 22 auf als das Anschlusselement 30. Die Pumpe 20 ist hierzu zwei Stufen unterhalb der Stufe des Anschlusselements 30 angesiedelt, d. h. die Nenninnendurchmesser d20 und d30 liegen zwei Innendurchmesserstufen auseinander. Jeder Stufe ist eine Pumpe mit einer bestimmten Nennleistung zugeordnet.
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Wie sich dies ohne Weiteres aus 1 ergibt, können der Flansch 42 der Pumpe 20 und der Flansch 31 des Anschlusselementes 30 nicht miteinander verbunden werden, da deren Durchmesser nicht kompatibel sind.
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Die Verbindung zwischen Pumpe 20 und Anschlusselement 30 wird daher durch einen einstückig ausgeführten Adapter 10 verwirklicht. Der Adapter 10 weist pumpenseitig einen Flansch 41 auf, mittels dessen der Adapter 10 am Pumpenstutzen 42 bzw. Pumpenflansch 42 angeflanscht werden kann, um eine Flanschverbindung 40 auszubilden. Der Adapter 10 weist pumpenseitig einen nahezu identischen Innendurchmesser wie der Innendurchmesser d20 im Pumpenstutzen 22 der Pumpe 20 auf, so dass ein strömungsoptimierter Übergang einer Länge L zwischen Adapter 10 und Pumpe 20 geschaffen ist.
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Der Flansch 41 des Adapters 10 weist eine Wandungsstärke s auf, die derart bemessen ist, dass die Längendifferenz in Axialrichtung, die durch die kleinere Pumpe 20 entstanden ist, ausgeglichen wird. Im Einzelnen bedeutet dies, dass die Wandungsstärke s genau um den Betrag vergrößert ist, den die um zwei Stufen kleiner gewählte Pumpe 20 im montierten Zustand von dem montierten Anschlusselemente 30 entfernt ist, bezogen auf den Abstand der Stirnflächen der Flansche 31 und 42. Diese Entfernung ist vorbekannt aufgrund der Flanschgrößen und Befestigungspunkte der Pumpe 20 aus einem Baukasten und des Anschlusselementes 30, so dass die Wandstärke s ebenfalls standarisiert werden kann. Für jede Stufe kann somit eine standarisierte Wandstärke s des Flansches 41 des Adapters 10 vorgesehen werden.
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Der Adapter 10 weist anschlusselementseitig einen Stutzen 12 auf, der vollständig in die Öffnung des Anschlusselementes 30 hingeschoben werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Stutzen 12 mittels Presssitz in dem Anschlusselement 30 befestigt. Dadurch ergibt sich eine im montierten Zustand sehr kompakte Verbindung von Pumpe 20 und Anschlusselement 30, denn der Adapter 10 ist nur mit der Wandstärke s an den Abmessungen in axialer Richtung beteiligt. Wie vorstehend beschrieben, muss der Adapter 10 ohnehin diesen Längenausgleich realisieren, um den Abstand von verkleinerter Pumpe 20 zum Anschlusselement 30 zu schließen. Die Hauptabmessungen des Adapters 10 verschwinden jedoch im Inneren des Anschlusselementes 30, so dass eine Verbindung mit kompakten Abmessungen geschaffen wird. Insbesondere ist die Flanschverbindung 40 gut zugänglich, so dass bei Bedarf die Pumpe 20 zügig vom Adapter 10 gelöst werden kann.
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Im Inneren des Adapters 10 ist weiter ein Diffusor 50 angeordnet, der das anströmende bzw. ausströmende Fluid gleichmäßig über den sich je nach Flussrichtung verbreiternden bzw. reduzierenden Innendurchmesser des Adapters 10 verteilt. Vorteilhafterweise weist der Diffusor 50 mehrere, bei Bedarf schraubenförmig geschwungene Leitbleche auf, deren Wandungshöhe mit abnehmendem Innendurchmesser des Adapters 10 ebenfalls abnimmt. Dabei ist die Wandungshöhe endseitig anschlusselementseitig maximal und endseitig pumpenseitig Null.
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Somit kann durch den Adapter 10 ein strömungsoptimierter Übergang vom Anschlusselement 30 mit Nenninnendurchmesser d30 auf den Nenninnendurchmesser d20 des Pumpenstutzen 20 ausgebildet werden, also die Durchmesserdifferenz Δd strömungsoptimiert überbrückt werden.
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Grundsätzlich ist denkbar, dass, obwohl nicht näher in 1 dargestellt, der Adapter mit Sensoren zur Temperatur-, Druck- und/oder Strömungsgeschwindigkeitserfassung ausgestattet ist. Weiter ist denkbar, dass ein schwingungsdämpfendes Element oder ein schwingungsentkoppelndes Element vorgesehen ist, vorzugsweise jeweils in und/oder an den Verbindungsflächen zwischen Adapter 10 und Pumpe 20 oder zwischen Adapter 10 und Anschlusselement 30. Grundsätzlich ist weiter denkbar, dass eine nicht näher dargestellte Armatur im Adapter 10 angeordnet ist.
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In der 2 ist die Einbindung von zwei Dichtelementen (60) zwischen Anschlussstück (30) und Adapter (10) sowie zwischen Adapter (10) und Pumpe (20) dargestellt. Zudem ist in diesem Fall der Adapter (10) in das Anschlussstück (30) hineingeschraubt als ein Beispiel für eine innere Schraubverbindung.
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In der 3 ist die Nutzung der verschiedenen Flanschlöcher (70) zur Befestigung des Adapters (10) zwischen Pumpe (20) und Anschlussstück (30) dargestellt. Zwischen Anschlussstück (30) und Adapter (10) erfolgt eine Verbindung, indem Schraubelemente (71) durch die Flanschöffnungen hindurch gesteckt werden. Dagegen weist der Adapter (10) auf kleinerem Durchmesser einen Lochkreis auf, auf dem mehrere Gewindelöcher (75) verteilt angeordnet sind. In diese werden dann Schraubbolzen (76) eingesetzt, die den Adapter (10) mit der Pumpe (20) verbinden. Zusätzlich ist hier der Adapter (10) als ein Stufendiffusor einer Länge (L) zwischen Pumpe (20) und Anschlussstück (30) dargestellt. Dabei ist der Durchmesser des Diffusors (d10) vorzugsweise zwischen dem Durchmesser (d20) der Pumpe und dem Durchmesser (d30) des Anschlussstückes zu wählen.
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4 zeigt die Anordnung eines konzentrischen Adapters (10k) am Pumpendruckstutzen (23) zur Anbindung an die Druckleitung (30d) und zusätzlich einen exzentrisch ausgebildeten Adapter (10e) mit über dem Umfang veränderlicher Länge L am saugseitigen Pumpenstutzen (24) zur Anbindung an die Saugleitung (30s). Der neuerungsgemäße Adapter kann strömungsseitig dabei gradlinig bewandet (11a) oder geschwungen bewandet (11b) dargestellt werden. Somit ist in einfachster Weise eine schnelle Anpassung an ein Rohrleitungssystem möglich. Entsprechend der Pumpenbauform können die Adapter auch eine umgekehrte Anordnung aufweisen. Ebenso können Adapter von nur einer Bauform Verwendung finden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2144417 [0007]
- US 1914919 [0008]
- GB 399891 [0009]
