DE2446862A1 - Pumpengehaeuse fuer eine stopfbuechsenlose heizungsumwaelzpumpe - Google Patents

Description

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AKTIENGESELLSCHAFT 2o6 P / ber

PATENTANMELDUNG

Bezeichnung: Pumpengehäuse für eine stopfbüchsenlose Heizungsumwälzpumpe

Gegenstand der Erfindung ist ein Pumpengehäuse für eine stopfbüchsenlose Heizungsumwälzpumpe mit einem Radiallaufrad mit vorzugsweise niederer spezifischer Drehzahl.

Bekannte Pumpengehäuse für stopfbüchsenlose Heizungsumwälzpumpen sind mehr oder weniger erkennbar als Spiralgehäuse

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Vorsitzender des Aufsichts rates: Julius Pfeffer; Vorstand: Dipl.-Ing. Fritz Reichle, Max Wolf · HR: Singen/Htwl., HRB 5/R Telefon Rodolfzell (07732J 311 · Telex: 0793437 allr ■ Telegramm: Pumpenfabrik

ausgebildet mit tangentialem Anschluß des Druckstutzens an dem Gehäuse. Da stopfbuchslose Heizungsumwälzpumpen in Anlagen verwendet werden, die Wohnzwecken dienen, werden an die Pumpen in Bezug auf Geräuscharmut ausserordentlich hohe Forderungen gestellt. Der Geräuscharmut kommt insofern auch grosse Bedeutung zu, da diese bei dem heutigen grossen Entwicklungsstand unter Umständen der Ausschlag für die Wahl eines bestimmten Erzeugnisses sein kann, zumal bei fast allen Fabrikaten die bisherigen Kriterien wie Lebensdauer der Gleitlager, Lebensdauer des Elektromotors, Dichtheit der Pumpe usw., zufriedenstellend gelöst sind. Neben der Geräuscharmut ist weiter für die Auswahl eines bestimmten Pumpenfabrikates noch der Preis, sowie der Stromverbrauch maßgebend. Insbesondere durch geringe Verluste in der Pumpe können die vorzusehenden Motorleistungen kleiner werden, wodurch sich die Herstellkosten senken, ausserdem werden bei verringerter Leistungsaufnahme auch die laufenden Stromkosten geringer. Insbesondere bei Pumpen, die für niedrige spezifische Drehzahlen ausgelegt werden müssen, weil bei kleinen Förderströmen große Förderhöhen verlangt werden, wird der erreichbare Wirkungsgrad-noch dadurch verringert, wenn aus hydr. Gründen, die Pumpe im Teillastbereich betrieben werden muß. Wenn auch eine Heizungsumwälzpumpe in der Mehrzahl aller eingebauten Pumpen nur mit geringer Leistung betrieben wird, so muß doch bedacht werden, daß selbst ein Bruchteil der verbrauchten Leistung große Lautstärken hervorbringen kann oder umgekehrt, wenn es gelingt diesen Bruchteil durch sinnvolle Gestaltung der hydraulischen Teile rein für die Förderleistung nutzbar zu machen, dann kann die sonst bei schlechter hydraulischer Gestaltung freiwerdenden Energie nicht zur Beschleunigung aufgewendet und als Schall abgestrahlt werden.

Es gilt also, daß sozusagen am Ort cies Geschehens_f so wenig als es die physikalischen Verhältnisse zulassen, Ver-

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lustleistungen übrigbleiben, die aus einem schlechten
Wirkungsgrad entstehen und Geräuschemissionen unterhalten können.

Man hat bei Heizungsumwälzpumpen mit mit einer Spirale versehenen Pumpengehäuse anhand von Frequenzanalysen festgestellt, daß jedesmal eine Druckschwingung entsteht, wenn eine Schaufel des Laufrades an der Zunge am Beginn der Spirale vorüberlauft. In das Rohrleitungsnetz wird also eine Schwingung indiziert, deren Frequenz ein der
Schaufelzahl des Laufrades entsprechendes Vielfaches
der Pumpendrehzahl ist. Neben den hierdurch verursachten Geräuschen, die sich im Heizungskreislauf fortpflanzen und schwingungsfähige Teile der Anlage zur Geräuschabstrahlung veranlassen, treten auch verstärkt Lagergeräusche auf, die durch Schwanken der auf das Laufrad
wirkenden, durch die unterschiedliche Druckverteilung
in der Spirale hervorgerufenen Radialkraft angeregt werden. Jedesmal, wenn eine Schaufel an der Zunge des Spiralgehäuses vorüberläuft, findet im Bereich der Zunge ein Druckabbau statt, wodurch die Lagerbelastung ebenfalls in der Frequenz Schaufelzahl χ Drehzahl schwankt. Die
dadurch produzierten Geräusche sind zwar für das menschliche Ohr in der Regel nicht hörbar, sie können jedoch Anlageteile in Schwingung versetzen und somit mittelbar eine unerwünschte Geräuschquelle bilden. Des weiteren ist bei Heizungsumwälzpumpen, die für relatv hohe Förderdrükke und geringe Fördermengen eingesetzt werden und die wie schon geschildert Laufräder mit niedriger spezifischer Drehzahl besitzen, der Betriebspunkt meist weit von der Stelle des optimalen hydraulischen Wirkungsgrades entfernt. Die Antriebsmotoren müssen deshalb trotz geringer hydraulischer Leistung der Pumpe relativ viel Leistung aufbringen, wodurch sie durch große Dimensionierung in der Herstellung und später im Betrieb durch größeren
Stromverbrauch teuer werden.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pumpengehäuse für eine Heizungsumwälzpumpe zu schaffen, bei dem die Geräuschbildung durch Vorbeilaufen der Laufradschaufel an einer Zunge des Pumpengehäuses weitgehendst vermieden wird und bei dem gleichzeitig der Punkt des optimalen Wirkungsgrades näher an den Betriebspunkt gerückt wird, und somit die Leistung und damit die Dimensionierung des Elektromotors geringer und der Stromverbrauch gesenkt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Druckraum des Pumpengehäu&es ein konzentrisch zum Laufrad ausgebildeter Ringraum ist, dessen Austrittsöffnung stirnseitig und nur über einen Teilbereich der Stirnseite ausgebildet ist.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung des Pumpengehäuses läuft das Laufrad nicht mehr direkt an einer Zunge des Pumpengehäuses vorbei, so daß die aus dem Laufrad strömende Flüssigkeit gleichförmig ausströmen kann. In dem konzentrisch zum Laufrad ausgebildeten Ringraum stellt sich eine Strömung ein, bei der anders- als bei einer Gehäuseform die sich tangential bzw. radial zum Austrittsstutzen öffnet, die Drücke in dem konzentrisch umlaufenden Flüssigkeitsleitung an jeder Stelle des ümfangs praktisch gleich sind, bevor sie über die stirnseitige Austrittsöffnung abfHessen kann. Hierdurch ergibt sich eine schwingungsfreie Flüssigkeitsabgabe, weiter wird das Laufrad nicht durch eine schwankende Radialkraft beeinflußt. Schwingungsübertragungen auf das Rohrleitungsnetz, auf sonstige Anlageteile und auf die Flüssigkeitssäule, die diese Frequenzlage bevorzugt weiterleitet und die selbst in ein sogenanntes Säulenschwingen gerät, fallen weg. Während bei den bisherigen Pumpen durch diese impulsbeladene Flüssigkeitssäule, welche durch die Art der Anordnung von Laufrad und Gehäuseaustritt in radialer Folge, unveiv

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meldlich ist, die Laufruhe der Pumpe durch das Säulenschwingen und, mit daraus abgeleitet, durch radiale Impulse in der gleichen Frequenz auf das Lager, belastet wird, sind diese Erscheinungen bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Pumpengehäuses praktisch verschwunden, überraschenderweise ergibt sich bei dem erfindungsgemäß ausgebildetem Pumpengehäuse unter gleichzeitiger Verwendung eines Laufrades mit niedriger spezifischer Drehzahl eine Verschiebung des optimalen Wirkungsgrades in den Bereich kleinerer Förderströme. Der Betriebspunkt einer solchen Pumpe, nämlich große Förderhöhe und kleine Durchflußmengen, werden bevorzugt für Anlagen geringer Rohrleitungsquerschnitte, wie nachträgliche eingebaute Zentralheizungen, benötigt. Gegenüber bisher ausgeführten Pumpen mit Spiralgehäuse wurde eine Motorleistungseinsparung von 1o - 2o% festgestellt. Durch diese enorme Einsparung können die Motordimensionen geringer gehalten werden, ausserdem werden die Betriebskosten durch eine ebenso große Stromeinsparung reduziert. Die erfindungsgemäße Pumpe ist daher in der Herstellung und im späteren Betrieb billiger als die bisher bekannten. Um die optimale Werte zu erreichen, sieht die weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Austrittsöffnung in einen sich allmählich erweiterten Abflußkanal mündet.

Weiter ist vorgesehen, daß die Austrittsöffnung über einen Teilbereich des Druckraumes mit ca. 9o° Bogenmaß ausgebildet ist. Weiter hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn sich der Abflußkanal kontinuierlich um einen Winkelbetrag von Ci
tert.

von ca. Io gegenüber der Stirnseite des Ringraumes erwei-

Diese genannten Maßnahmen sorgen für eine möglichst verlustarme und druckabgeglichene Ableitung der geförderten Flüssigkeit.

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Wenn weiter der Durchmesser des Ringraumes etwa das 1,25-fache des Durchmessers des Laufrades ist, entsteht ein genügend großer Raum zwischen Pumpenlaufrad und der Gehäusewand, um einem Flüssigkeitsring mit am Umfang konstanten Druckverhältnissen aufzubauen.

Auswirkungen der vorbeilaufenden Schaufeln des Laufrades auf die Austrittsöffnung sind nicht feststellbar oder vernachlässigbar gering.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Pumpengehäuses dargestellt, dabei zeigt

Figur 1 eine stopfbuchsenlose Heizungsumwälzpumpe im Bereich des Pumpengehäuses halb in der Ansicht, halb im Schnitt.

Figur 2 ein Schnitt durch das Pumpengehäuse entlang der in Figur 1 eingezeichneten Schnittlinie.

In dem Pumpengehäuse 1 der stopfbuchslosen Heizungsumwälzpumpe ist ein Laufrad 2 auf der Pumpenwelle 3 angeordnet. Die Pumpenwelle ist mit einer Lagerbüchse 4 sowie einer Spurscheibe 5 versehen, die zusammen mit der Lagerschale 6 das pumpenseitige Lager der Heizungsumwälzpumpe bilden. Die Lagerschale 6 ist mittels einem allseitige Beweglichkeit zulassenden O-Ring 7 in den Pumpendeckel 8 eingebaut. Der Pumpendeckel 8 trennt das Pumpeninnere vom Motorraum, wobei die Wicklungen 9 in üblicher Bauweise durch ein Spaltrohr gegenüber der Flüssigkeit abgedichtet sind.

Erfindungsgemäß ist der Druckraum 11 des Pumpengehäuses als konzentrisch zur Laufradachse 12 angeordneter Ringraum ausgebildet. Der innere Durchmesser des Ringraumes D weist etwa den 1,25-fache Betrag des Durchmessers d des Laufrades 2 auf.

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Geöffnet ist der Ringraum durch eine stirnseitig angeordnete Austrittsöffnung 13, die am größten Durchmesser des Ringraumes angesetzt ist, und die sich über ein Teilbereich mit ca. 9o° Bogenmaß erstreckt. Die Breite der Öffnung 18 entspricht etwa dem Abstand zwischen Laufradaussendurchmesser und Durchmesser des Ringraumes. Der sich an die Austrittsöffnung 13
anschließende Abflußkanal 14 ist so ausgebildet, daß er sich in Drehrichtung des Laufrades kontinuierlich erweitert. Vorzugsweise beträgt der Erweiterungswinkel gegenüber der Stirnseite des Ringraumes ca. 1o°. Der Abflußkanal 14 geht allmählich in den Druckstutzen 15 über. Die Flüssigkeitsleitung zum Laufrad der Pumpe erfolgt über den Eintritt am Saugstutzen 16 und den sich daran anschließenden Eintrittskanal

- PATENTANSPRÜCHE -

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Claims (5)

1. 2U6862

   PATENTANSPRÜCHE

   Puxnpengehäuse für eine stopfbuchslose Heizungsumwälzpumpe mit einem Radiallaufrad mit vorzugsweise niederer spezifischen Drehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (11) des Pumpengehäuses (1) ein konzentrisch zur Laufradachse (12) ausgebildeter Ringraum ist, dessen Austrittsöffnung (13) stirnseitig und nur über einen Teilbereich der Stirnseite ausoebildet ist.
2. 2.) Pumpengehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (13) in einen sich allmählich erweiternden Abflußkanal (14) mündet.
3. 3.) Pumpengehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (13) über ein Teilbereich mit ca. 9o° Bogenmaß ausgebildet ist.
4. 4.) Pumpengehäuse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abflußkanal (14) kontinuierlich um einen Winkelbetrag von ca. 1o gegenüber der Stirnseite des Ringraumes erweitert.
5. 5.) Pumpengehäuse nach Anspruch 1,2,3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser D des Ringraumes etwa das 1,25-fache des Durchmessers d des Laufrades ist.

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