DE2342605A1 - Pumpe, insbesondere umwaelzpumpe fuer eine heizungsanlage - Google Patents

Pumpe, insbesondere umwaelzpumpe fuer eine heizungsanlage

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DE2342605A1 DE19732342605 DE2342605A DE2342605A1 DE 2342605 A1 DE2342605 A1 DE 2342605A1 DE 19732342605 DE19732342605 DE 19732342605 DE 2342605 A DE2342605 A DE 2342605A DE 2342605 A1 DE2342605 A1 DE 2342605A1
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Description

Dipl.-Intj. Walier Jackisch " 2 2. AUQ. 1973
7 Stuttgart N, Wenzelstraße 40
A 33 75^ vo
Firma
G.Bauknecht Gesellschaft mit beschränkt or Haftung
Elektrotechnische Fabriken
7 Stuttgart 1
Heidenklinge 22
Pumpe, insbe sonde ±*e Umwälzpumpe für eine Heizungsanlage
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Umwälzpumpe für eine Heizungsanlage, mit einem Gehäuse mit zwei üaugiäumen und wenigsten?, einem Druckraum und einem die Förderflüssigkeit radial nach außen beschleunigenden Pumpenlaufrad mit beidseitig je einem in der Umgebung seiner Drehachse liegenden Saugmund, welches zwischen den Saugräumen angeordnet und mit je einem Saugmund mit dem jeweils benachbarten Saugraum verbunden ist, sowie mit einem zur Steuerung der Aufteilung der Ansaugmenge aus den beiden Saugräumen in Richtung der Laufraddrehachse ves?schiebbaren Steuerorgan.
Eine derartige Pumpe ist als Umwälzpumpe für eine Zentralheizungsanlage aus der DT-OS 2 107 000 bekannt geworden. Bei solchen Zentralheizungsanlagen wird üblicherweise ein Mischventil vorgesehen, mit dem dem vom Kessel kommenden Heißwasser kühleres Rücklaufwesser aus den Heizkörpern beigemischt werden kann, um se unabhängig von der eingestellten Temperatur des Kessels die Aufhellung der Heizkörper steuern zu können. Die Aufheizung ist dabei umso niedriger, "je mehr Wasser aus dem Rücklauf des Heizkörpersystems dem heißen Kesselwasser beigemischt und erneut durch das Heizkörperrystem gepumpt wird.
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Bei der bekannten Pumpe wird der zusätzliche Bauaufwand für ein solches Mischventil dadurch vermindert, daß die Zumischung kühleren Rücklaufwassers zum Kesselwasser durch die Pumpe selbst gesteuert wird. Hierzu ist der eine Saugraum der bekannten Pumpe an den Kesselvorlauf, der andere an den Rücklauf vom Heizkörpersystem angeschlossen und zwischen oeiden Saugräumen ein an beiden Seiten mit. Laufschaufeln versehenes Kreiselpumpenrad angeordnet, welches die Förder flüssigkeit radial nach außen in den Pumpenjraum beschleunigt".. Das Laufrad selbst wirkt als Steuerorgan für die Aufteilung der Ansaugmengen aus den beiden Saugräumen, wozu es in Richtung seiner Drehachse verschieblich ausgebildet ist. Durch die bei der Förderung auf das Laufrad wirkenden hydraulischen Kräfte wird es in eine Steuerendlage gedrückt, in der der eine der beiden Saugräume durch eine zylindrische Außenfläche des Laufrades abgesperrt wird und die Laufschaufeln auf der anderen Seite des Laufrades aus dem anderen Saugraum fördern. Durch einen in der Pumpe eingebauten Magneten kann das Laufrad bei Erregung des Magneten in die andere Steuerendlage gezogen werden, in der umgekehrt der andere Saugraum abgeschlossen ist und lediglich aus dem ersten Saugraum mittels der Laufschaufeln an der hierzu benachbarten Seite des Laufrades gefördert wird.
Mit dieser bekannten Pumpe ist somit keine kontinuierliche Beimischung von Rücklaufwasser zum heißen Kesselwasser iflöglicu, sondern es kann lediglich entweder alleine Kesselwasser gefördert werden oder - bei Erregung des Magneten alleine Rücklaufwasser, was zu einer nachteiligen diskontinuierlichen Entnahme von Heißwasser aus dem Heizkessel führt and insbesondere eine angestrebte Einregulierung der
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Raumtemperatur auf einen bestimmten Wert dadurch erschwert, daß die Heizkörpertemperatur starken Schwankungen unterliegt und so mit Rücksicht auf die Trägheit des Regelsystems wegen der langsam ablaufenden Temperaturähderungsvorgänge im Raum zu starken Schwankungen der Regelgröße führt. ·
« * Dieser Nachteil läßt sich bei der bekannten Pumpe auch nicht etwa dadurch ausgleichen, daß anstelle der zwejjdiskreten Steuerstellungen des Pumpenlaufrades, dessen kontinuierliche Verschiebung über die Steuerstrecke vorgesehen wird, um so durch gleichzeitige Förderung von Teilströmen auf beiden Seiten des Laufrades eine kontinuierliche Mischung der Ansaugmengen zu erreichen; denn eine solche Ansaugung von Teilmenger, aus den jeweiligen Saugräumen würde zu einer nachteiligen Veränderung der Kennliniencharakteristik der Pumpe führen, da der Strömungswiderstand beim allmählichen Zusteuern der Verbindungsöffnung zu einem Saugraum hin durch Spaltverluste fühlbar ansteigt und überdies das Kreisellaufrad bei einer Drosselung des Ansaugquerschnittes mit ungünstigem Wirkungsgrad arbeitet.
Aus der ET-OS 1 942 647 ist bereits eine Umwälzpumpe bekannt geworden, welche zugleich die Funktion eines Mischventiles übernimmt, eine kontinuierliche Beimischung von Rücklaufwasser zum Heißwasser aus dem Kesselvorlauf ermöglicht und ,dabei unabhängig vom Mischungsverhältnis immer mit optimalem Wirkungsgrad arbeitet. Zu diesem Zweck ist bei dieser bekannten Fumpe in Achsrichtung vor dem Laufrad ein zusätzlicher Gehäuseteil vorgesehen, der für sich nach Art eines separaten Mischventiles ausgebildet ist; die beiden Saugleibungen mit Heißwasser.· vom Kesse Ivor.lauf und kflhlem Wasser vom Rücklauf des Heizkörpersystems münden im Inneren.dieses zusätzlichen
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Gehäuseteils im Bereich eines zwischen ihren Mündungen verschieblich angeordneten Steuerkörpers, der den Austritt von Teilströmen in einen Vorlageraum des Pumpenlaufrades durch kontinuierliche Steuerung der Ausströmquerschnitte steuert. Von diesem Vorlageraum aus gelangt die Mischflüssigkeit zum Pümpenlaufrad und wird in die Vorlaufleitung der Heizungsanlage gefördert. Λ
Bei dieser Lösung ist somit ledig.lich das Mischventil in das Pumpengehäuse miteinbezogen, was allenfalls zu einer Verminderung des Raumbedarfes, nicht jedoch des Herstellungsaufwandes führtj im Gegenteil wirft eine solche räumliche Einbeziehung des Mischventiles in das Pumpengehäuse größere konstruktive und herstellungstechnische Probleme auf, als seine funktionell gleichwertige separate Anordnung neben dem Pumpengehäuse.
Zur Vermeidung dieser jeweiligen Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Bauarten, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pumpe der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, welche ohne merkliche Beeinträchtigung des Pumpenwirkungsgrades eine kontinuierliche Mischung von aus den beiden Saugräumen angesaugten Teilmengen an Förderflüssigkeit ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß .das Pümpenlaufrad in an sich bekannter Weise gegenüber dem Gehäuse unverschieblich gelagert ist und in der Umgebung seiner Drehachse einen die Saugmünder veroindenden Zulaufraum für die Laufschaufeln aufweist, in dem das Steuerorgan kontinuierlich verschieblich ist und zur Aufteilung 'der
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Ansaugmengen den Querschnitt des Zulaufraumes im wesentlichen abdeckt. In den gemeinsamen Zulaufraum strömt somit von beiden seitlichen Saugräumen her Förderflüssigkeit ein, so daß die Laufschaufeln des Laufrades eine stets gleiche Flüssigkeitsmenge fördern. Je nach der Stellung des Steuerorgans im Zulaufraum erfolgt die Förderung dabei überwiegend aus dem einen oder anderen.Saugraum, stets jedoch unter gleichen Strömungsbedingungen für die Laufschaufeln. Durch die gemeinsame Förderung der Teilströme mittels der Laufschaufeln erfolgt im Druckraum eine innige Durchmischung, welche in der Druckleitung der Pumpe nutzbar ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
In der Zeichnung ist als beispielsweise Ausführungsform eine von einem Spaltrohrmotor betriebene Umwälzpumpe dargestellt. In an sich bekannter Weise ist der Stator.1 der Pumpe gegen den Rotor 2 mittels eines Spaltrohres 3 abgedichtet. Der Rotor ist auf einer einseitig im Gehäuse befestigten Steckachse 4 drehbar gelagert und an seiner Stirnseite mit einom Pumpenl&ufrad 5 .über Befestigungsschrauben 6 verbunden.
Das Pumpenlaufrad 5 weist im Bereichseiner Drehachse 7 oeidseitig je einen Saugmund 8 und 9 auf, der als kreisrunde öffnung in einem zugehörigen Flansch 10 bzw. 11 des Laufradss 5 ausgebildet ist. Zwischen den beiden Saugmündern 8 und ist ein von rotierenden Einbauten freier, durchgehender Zulaufraum 12 für den Zulauf der Förderflüssigkeit aus
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benachbarten Saugräumen Ij5 und I2J-zu. Laufschaufeln 15 des Laufrades 5 vorgesehen.
Die Laufschaufeln 15 verlaufen radial zur Drehachse 7 des Laufrades 5* so daß unabhängig von der Drehrichtung des Laufrades 5 eine Förderung der Flüssigkeit vom Zulaufraum 12 radial nach außen in einen ringförmigen Druckraum
16 erfolgt, von dem aus die Flüssigkeit in eine Druckleitung
17 .des Pumpenlaufrades 5 gelangt. Von dort tritt die geförderte. Flüssigkeit in eine an einen Druckstutzen 18 anschließbare, weiterführende Förderleitung, im Fall der Verwendung dar Pumpe als Umwälzpumpe in Heizungsanlagen in die Vor3a uf leitung des Heizsystems.
An weiteren Anschlußstutzen I9 und 20 der Pumpe sind Zulaufleitungen anschließbar, beispielsweise die Vorlaufleitung des Kesselwassers oder die Rücklaufleitung der Heizungsanlage, wobei gleichgültig ist, welcher der beiden Anschlußstutzen I9 oder 20 für die jeweilige Leitung gewählt wird.
Die Flüssigkeitszufuhr vom Anschlußstutzen 20 aus erfolgt zentral in der Achse 7 ies Laufrades 5 durch den zylindrischen Innenraum der Steckachse 4 hindurch, wodurch eine besonders kompakte Bauweise erzielt wird, da im Bereich zwischen dem Laufrad 5 und dem Rotor 2 kein Raum für eine seitlich verlaufende Saugleitung zum Saugraum 13 vorgesehen werden muß. Vom Anschlußstutzen 20 aus gelangt die F or der flüssigkeit über eine Saugleitung 21 zum Saugraum Durch die Anordnung der Anschlußstutzen l8 und 20 auf gleicher Höhe können die Druckleitung 17, die Saugleitung
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und der Saugraum 14 in einem einstückig als Druckgußteil gefertigten Gehäusedeckel/untergebracht werden, der an einer umlaufenden Trennfuge 22 am zylinfrischen, Motor und Pumpenlaufrad umschließenden Teil des Gehäuses zentriert ist.
Um nun zu erreichen, daß die Laufschaufeln 15 des Pumpenlaufrades 5 nicht über den Zulaufraum 12 gleichmäßig aus beiden anliegenden Saugräumen 13 '~*d 14 Förderflüssigkeit fördern, ist im Inneren des Zulaufraumes 12 ein dessen Querschnitt im wesentlichen abdeckendes Steuerorgan 23 angeordnet. Bas Steuerorgan 23 ist dabei an einer im Deckelteil des Gehäuses gelagerten Steuerstange^ 24 befestigt, mit welcher es in Richtung der Drehachse 7 des Laufrades verschieblich ist. Das Steuerorgan 23 ist als im wesentlichen den Querschnitt des Zulaufraumes 12 abdeckende Scheibe ausgebildet, die je nach ihrer Stellung im Zulaufraum 12 im·Zuge ihrer Verschiebung in Richtung der Achse 7 eine größere Zuströmöffnung vom Saugraum 13 oder vom Saugraum 14 aus freigibt und dabei gleichzeitig den Zuströmquerschnitt vom jeweils anderen Saugraum aus entsprechend vermindert, so daß die Laufschaufeln 15 stets mit voller Förderleistung arbeiten. Zur Erzielung einer günstigen Strömungsumlenkung ist das als Scheibe ausgebildete Steuerorgan 23 rotationssymmetrisch zur Laufradachse 7 mit radial nach außen hin abfallenden Oberflächen ausgebildet, so daß sich am Umfang der Scheibe ein vergleichsweise dünner Rand 25 ergibt, der einen unge-' hinderten Zustrom von Förderflüssigkeit zu den Laufschaufeln 15 sicherstellt.
Die Laufschaufeln 15 selbst erstrecken sich radial zur Drehachse 7* so daß unabhängig von der Drehrichtung des Laufrades 5 iminer gleich günstige Förderbedingungen vorliegen.
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Der Steuermechanismus für die Einstellung der gewünschten Lage des Steuerorgans 23 im Inneren des Zulaufraumes 12 ist am bzw. im Oberteil 26 des Gehäusedeckels 27 untergebracht. Die Stellbewegung der Steuerstange 21I erfolgt bei der dargestellten Ausführungsform durch eine an sich bekannte Ausführung eines Dehnelementes. Dieses weist eine Spule 28 auf, die in Leitungsverbindung mit einem außen oder innen liegenden Temperaturfühler steht und von diesem her gesteuert wird. Die Spule 28 erhält je nach der vom außen oder innen liegenden Temperaturfühler mitgeteilten Temperatur eine Stromgröße, die eine bestimmte Wärme in der Spule erzeugt. Diese Spulenwärme wird auf einen Dehnstoff übertragen, der sich entsprechend ausdehnt, wobei diese Ausdehnbewegung einen Stellkolben 29 in Richtung des Pfeiles 30 bewegt. Je nach der Außentemperatur wird demgemäß der Stellkolben 29 mit Steuerorgan 23 in eine bestimmte Stellung gebracht, durch welche die Beimischung in ihrer Größe geregelt wird.
Die Rückstellung der Steuerstange 24 erfolgt durch eine Druckfeder J> die sich einerseits gegen den Gehäusedeckel 27 und andererseits gegen einen Bund des Kolbens 29 abstützt.
Die Stellbewegung der Steuerstange 24 kann aber auch in anderer Weise, beispielsweise durch einen Drehmagneten, Hubmagneten oder einen Stellmotor, erfolgen.
Ferner ist denkbar, daß die Stellbewegung der Steuerstange 24 unmittelbar von dem rücklaufenden Heizungswasser gesteuert wird. In diesem Falle, der in der Zeichnung im einzelnen nicht dargestellt ist, befindet sich das Gehäuse des Dehnorganes ohne Spule 28 unmittelbar im Strom des rücklaufenden Heizungswassers.
Bei der erfindungsgemäßen Pumpe ist zwecks einfachen Umbaus beispielsweise von einer Pumpe gemäß der zeichnerischen Darstellung
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mit Saugleitung 21 und Druckleitung 17 im Gehäusedeckel 27
gegen eine Normalausführung einer solchen Pumpe, bei der der Gehäusedeckel lediglich den Druckstutzen für die Druckleitung aufweist, erfindungsgemäß vorgesehen, daß der in äsr Zeichnung dargestellte Gehäusedeckel mit Saug- und Druckleitung ohne
jede sonstige Veränderung in einfacher Weise gegen einen Gehäusedeckel nur mit Druckleitung in normaler Ausführung einer solchen Pumpe jederzeit ausgetauscht werden kann. Hierdurch läßt sich die Pumpengrundeinheit für zwei verschiedene Anwendungsfalle der Pumpe, nämlich für eine solche mit Fernsteuerung und für eine solche ohne diese erfindungsgemäße Beimischung \erwenden. Hierzu bedarf es lediglich der Verwendung der jeweils notwendigen und dem entsprechenden Verwendangszweck angepaßten Deckelausführung, Demgemäß läßt sr'.ch eine Pumpe der dargestellten Art in einfacher Weise auch in eine solche ohne Beimischung umbauen. Umgekehrt kann auch eine Pumpe normaler Ausführung in eine erfindungsgemäße Mischungsregelungspumpe umgewandelt werden.
Die erfindungsgemäße Pumpe läßt sich außer für Keizungsanlagen auch für andere Mischzwecke einsetzen.
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Claims (1)

  1. A 55 754 vo
    Ansprüche
    Pumpe, insbesondere Umwälzpumpe für eine Heizungsanlage, mit einem Gehäuse mit zwei Saugräumen und wenigstens einem Druckraum und einem die Förderflüssigkeit radial nach außen beschleunigenden Pumpenlaufrad mit beidseitig je einem in der Umgebung seiner. Drehachse liegenden Saugmund, welches zwischen den Saugräumen angeordnet und mit je einem Saugmund mit dem jeweils benachbarten Saugraum verbunden ist, sowie mit einem zur Steuerung der Aufteilung der Ansaugmengen aus den beiden Saugräumen in Richtung der Laufraddrehachse verschiebbaren Steuerorgan, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenlaufrad (5) in an sich bekannter Weise gegenüber dem Gehäuse unverschieblich gelagert ist und in der Umgebung seiner Drehachse (7) einen die Saugmünder (8, 9) verbindenden Zulaufraum (12) für die Laufschaufeln (15) aufweist, in dem das Steuerorgan (23) kontinuierlich verschieblich ist. und zum Aufteilen der Ansaugmengen den Querschnitt des Zulaufraums (12) im wesentlichen abdeckt.
    Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß clas Steuerorgan (23) als quer zur Laufradachse (7) angeordnete Scheibe ausgebildet ist.
    Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (23) zur laufradachse (7) rotationssymmetrisch mit von der Laufradachse (7) zu seinem Rand (25) hin abfallenden Oberflächen ausgebildet ist.
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    4. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf zu dem den Pumpenmotor benachbarten Saugraum (13) vorzugsweise durch eine im Gehäuse gelagerte Steckachse (4) hindurch konzentrisch zur Laufradachse (7) erfolgt.
    5. Pumpe nach einem der Ansprüche Ibis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstutzen (18, 20) für die Druckleitung (17) und eine Saugleitung (21) in einem einstückig, vorzugsweise als Druckgußteil hergestellten Gehäusedeckel (27) auf gleicher Höhe angeordnet sind.
    6. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellorgan für das Steuerorgan (23) eine Steuerstange (24) vorgesehen ist, welche im Gehäusedeckel (27) verschieblich geführt ist.
    7. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Anschlußstutzen (20) für die Saugleitung (21) im Gehäusedeckel (27) die Rücklaufleitung eines Heizkörpersystems angeschlossen ist, während der Saugstutzen (19) der zweiten Saugleitung mit dem Heizungskessel verbunden ist, und daß die Steuerstange (24) unabgedichtet die Wand des Gehäusedeckels (27) zwischen der Saugleitung (21) und dem Raum (32) für ein Dehnungselement durchstößt.
    8. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (24) mit einem Dehnungselement (26, 28, 29, 31) verbunden ist, dessen auf dem Gehäuse (26) angeordnete Spule (28) mit einem Außen- oder Innen-Temperaturfühler elektrisch verbunden lsi: ^
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    9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis "^, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Stellbewegung des Steuerorgans (23) ein sich am Gehäusedeckel (27) abstützendes, in einem vom rücklaufenden Heizungswasser beaufschlagten Raum, angeordnetes Dehnungselement vorgesehen ist.
    10. Pumpe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (27) mit Druck- (17) und Saugleitung (21) als ganzes gegen einen normalen, nur eine Druckleitung aufweisenden Abschlußdeckel austauschbar ist.
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