DE2460748B2

DE2460748B2 - Umwaelzpumpe fuer insbesondere heizungs- und brauchwasseranlagen

Info

Publication number: DE2460748B2
Application number: DE19742460748
Authority: DE
Inventors: Poul Due 2362 Wahlstedt Jensen
Original assignee: Grundfos A/S, Bjerringbro (Dänemark)
Priority date: 1974-12-21
Filing date: 1974-12-21
Publication date: 1977-02-10
Also published as: DE2460748A1; DE2460748C3

Description

bei nicht entlüftetem Motorraum über den Durchlaß «inen zum Motorraum gerichteten Druckgradienten erzeugeo, der bis zur vollständigen Motorraumentlüftung abgebaut wird.

Vorteilhaft wird nach der Erfindu^ry» so vorgegangen, daß der Durchlaß als konzentrisch und radial um die Welle verkaufender Ringspalt ausgebildet ist, indem vorzugsweise zwei die Trennwand darsteSende Profilscheiben bzw. -ringe unterschiedlichen Durchmessers sich teilweise mit axialem Abstand überlappen und damit im Überlappungsbereich den radialen Ringspalt begrenzen.

Durch den bis zum vollständigen Entlüften des Motorraumes erfolgenden Abbau des Druckgradienten nimmt der entlüftete Motorraum kein Wasser mehr auf, so daß Blockierungen der Lager und des Rotors durch im Wasser enthaltenden Schmutz nicht mehr eintreten können.

Dieser Abbau des Druckgradienten ist folgendermaßen zu erklären.

Bei der Drehung eines Körpers in einer Flüssigkeit haftet bekanntlich die Flüssigkeit einerseits am sich bewegenden Drehkörper und andererseits an einer diesem gegenüberstehenden Wand. Der zwischen den so gebildeten beiden Flächen liegende Flüssigkeitsring wird mit einer Winkelgeschwindigkeit cöf = χ · ω mitdrehen, die einen Bruchteil χ der Winkelgeschwindigkeit ω des Drehkörpers ausmacht Dieser Faktor χ hängt von der Oberflächenbeschaffenheit des drehenden Körpers, der gegenüberliegenden feststehenden Wand, den geometrischen Abmessungen des Flüssigkeitsringes und von der Art der Flüssigkeit ab. In diesem Flüssigkeitsring bildet sich ein Druckfeld aus, das durch die Differentialgleichung

φ=ρ ■ r ■ (χ · ωψ ■ dr

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beschrieben wird. Durch Integration dieser Gleichung kann man die Druckdifferenz zwischen zwei auf verschiedenen Radien i\ und η liegenden Punkten berechnen, und zwar nach der Gleichung

Vi - Pi =

ρ · ω

Versuche ζλ der bier zur Diskussion stehenden und auch in der Zeichnung dargestellten Umwälzpumpe haben gezeigt, daß der Flüssigkeitsring im Motor- bzw. Rotorraum zwischen dem Rotor und der Trennwand mit einem größeren Bruchteil Xm der Winkelgeschwindigkeit ω rotiert als der zwischen der Trennwand und dem Laufrad der Pumpe liegende Flüssigkeitsring, dessen Bruchteil mit x_P bezeichnet wird. Hieraus folgt, daß bei entlüfteter Pumpe an der motorraumseiügen Oberfläche der Trennwand auf dem kleineren Radius bzw. radialen Abstand r_M der gleiche Druck gemessen wird, der auf dem größeren radialen Abstand bzw. Radius rp auf der pumpenseitigen Oberfläche der Trennwand ansteht. Da die Durchlaß- oder Spaltöffnungen, erfindungsgemäß auf diese Radien gelegt werden, tritt kein Flüssigkeitsstrom mit den hierdurch sonst bedingten Nachteilen im Spalt auf.

Wenn sich im Motorraum dagegen Luft befindet, im Pumpenraum jedoch nicht, dann ist der Druck auf dem Radius γμ kleiner als der Druck auf dem Radius rp, und es strömt Wasser aus dem Pumpenraum durch den Durchlaß bzw. Spalt in den Motorraum hinein. Durch das Auffüllen des Motorraumes wird die Luft komprimiert und durch den Lagerspalt in der Trennwand in den Pumpenraum gepreßt

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt dargestellt

Das Gehäuse 1 des Pumpenaggregats wird durch eine im wesentlichen radial zur Längsachse 2 verlaufende Trennwand 2 in einen die Pumpe aufnehmenden Pumpenraum 4 und einen den Motor aufnehmenden Motorraum 5 unterteilt Durch die Trennwand verläuft die vom Elektromotor angetriebene Welle 6, und zwar im Bereich des Axialdrucklagers 7, dessen gemäß der Zeichnung links liegender Lagerring fest in einer an der Trennwand ausgebildeten Schale eingebettet ist, während der andere Lagerring mit der Welle 6 umläuft

Am pumpenseitigen Wellenende sitzt das Laufrad 8 der Pumpe, deren Ansaugraum mit 9 und deren Druckraum mit 10 beziffert ist

Das Rotorblechpaket 11 ist geeignet auf der Welle 6 befestigt, deren motorseitiges Ende mit dem feststehenden Radiallager 12 abgestützt wird. Dieses steht wiederum über die Lagerschale 13 mit dem Gehäuse 1 in Verbindung, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist.

Der Rotor 11 ist gegenüber dem Statorblechpaket 14 und der elektrischen Wicklung 15 durch das Spaltrohr 16 flüssigkeitsdicht getrennt

Der die Räume 4 und 5 verbindende Durchlaß 19 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel als radial und konzentrisch um die Achse 2 bzw. die Welle 6 verlaufender Ringspalt ausgebildet, indem zwei die Trennwand 3 bildende Profilscheiben bzw. -ringe 3a und 3b sich teilweise mit axialem Abstand zueinander überlappen und damit im Überlappungsbereich, wo die beiden Teile 3a und 3b im übrigen noch durch Punktschweißung verbunden sein können, den radialen Spalt 19 begrenzen.

Die radiale Erstreckung s dieses Ringspaltes wird im Verhältnis zum Wellendurchmesser d sich zweckmä ßigerweise in den Grenzen 0,3 < s/d< 1,5 bewegen. Weiterhin werden die Durchmesser der Scheiben bzw. Ringe 3a und 36 so gewählt, daß die in den Pumpenraum 4 mündende Spaltöffnung in einem größeren radialen Abstand rp zur Achse 2 liegt als die zum Motorraum 5 gerichtete Spaltöffnung, die auf dem Abstand γμ liegt. Der Spalt erstreckt sich also von γμ bis rp.

Hierdurch ist die bereits vorher erläuterte Funktionsweise hinsichtlich der Selbstentlüftung des Motorraumes gewährleistet Zu diesem Zweck sollten dann der Rotor 11 des Motors auf der einen Trennwandseite und das Laufrad 8 der Pumpe auf der anderen Trennwandseite in Verbindung mit der Trennwand 3 so ausgelegt werden, daß die von ihnen beiderseits der Trennwand erzeugten Flüssigkeitsringe bei nicht entlüftetem Motorraum 5 über den Durchlaß 19 einen zum Motorraum gerichteter. Druckgradienten erzeugen, der schließlich bis zur vollständigen Motorentlüftung auf den Wert Null abgebaut wird.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Verbindung des Pumpen- und Motorraumes über den Spalt 19 gegenüber der bekannten Verbindung durch ein waagerechtes Loch ist der, daß der Spalt bei gleicher Querschnittsfläche wesentlich enger gehalten werden kann. Durch entsprechende Auslegung des Ringspaltes bezüglich der Spaltbreite kann somit der Ringspalt als Filter gegen die aus dem Pumpenraum zu erwartenden Fremdkörper wirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Motorraum gerichtete Durchlaßöffnung, um bei nicht SSem Motorraum unter Einwirkung der beider-

Pateatansprüche: Sder Trennwand umlaufenden Husagmtsnnge

„ . « „nd Silber den Durchlaß zum Motorraum geachteten

Ä B^nrhwWranfeiRen, bestehend aus einem GeMu

Selber den Durchlaß zum Motorraum gerichteten _Drockgradj_entenzuerzeugea

5 ^XSumpen werden vor allem zur Erzwingung ^^SSufes in Rohrleitungen^von He^ungsangj^ h Bauchwasserankgenfiir ehe Warmwas-

B₁LSSSn, bestehend as

«?das dSSSeSrand in einen die PW ^^SSufes in Rohrleitungen^von He^ungsan-

SfnebmeSn Pumpenraum und einen den Pum- gj^ auch Brauchwasserankgenfiir ehe Warmwas-

peSSotor aufaehmendenMotoiraumunter ■ g^^g eingesetzt Durch die Trennwand, m der

S S wbei in der von der Antriebswelle g^^r Motorlager befindet soU der Wasseraus-

Su4h£feIeVTrennwand ein besonderer DurcWafi » J»«"^,« dem Pumpenkreislauf und de

SrdShmg des zu entlüftenden Motorraums nut ^ verbunden werde* um eine Verschro

W^eV aus dem Pumpenraum vorgesehen at ad M^torrau ^^ ^ _die ^ i_tieren

wobei A des Pumpenraum mSndendejö&Jjg gg_B£_IÄWteB durch Blockierung des Rotors

filTmr^rrÄÄ , ve«- _{ümwälwe ta in} «ο«*-«.

Längste der WeUe liegt als die zum Motorraum ^_ut ^₄ dann kam der Moton-avim durch Offnen

geriStete Durchlaßöffnung, um bei nicht «rtBfte- ,;«£ _{fa d Achsmi}t_teilinie hegenden Entiuftungsvor-

fem Motorraum unter Einwirkung der b«**?«* JS™ _vor der Inbetriebnahme bewassert werden, um

der Trennwand umlaufenden Flüssigkertsrmge men 2™_{hmierung U}nd Kühlung der Motorlager zu

Ober den Durchlaß zum Motorraum gerichteten *o «^ _{stea Dies ist jedoc}h nur möglich wenn das

Druckgradienten zu erzeugen, ^^d"^rch.S^e _r: ^gregat mit stehender Welle eingebaut w.rd Falls d,e

kennzeichnet, daß der Rotor (H) des Motors Aggreg _{recht lie}gender Welle mormert

auf der einen Trennwandseite und das Laufrad der Kump ^ _{sich def Motorraum nU}r etwa bis zur

Pumpe (8) auf der anderen Trennwandseite tn wc _{föllerL ßei Inbet}neoinahme der

Verbindung mit der Trennwand (3) hinsichüich ihrer *s Hälfte nu^Was ^ ^^

Formgestaltung so ausgelegt sind, daß die vom rug ^^ ^ _{Drehung verseUt} und b.ldet dabei

Rotor und vom Uufrad beiderseits der Trennwand aurcn _{mit der Fo!ge>
daß die irn} Motorraum

erzeugten Flüssigkeitsringe bei mehl entlüftetem £ine _Drehzentrum hin verdrängt wird.

Motorraum (5) über den Durchlaß (19) einen zum gfd»^^ ^ ^^ ^^ der erwduiten

Motorraum gerichteten Druckgradienten erzeugen 3° r_t_|uftungsvOrrichtung entfernt werden, jedoch laufer,

der bis zur vollständigen Motorraumentlüftung ^JJ"_end 3_ieses Vorgsinges die Lager trocken, wodurch

abgebaut wird. jj._r^, Beschädigungen der Pumpe auftreten können.
2. Umwälzpumpe nach Anspruch 1, dadurch ™"JJ Entlüften der Pumpe nicht nur nach der gekennzeichnet, daß der Durchlaß als konzentrisch w sondern auch stets dann vorgenommen und radial um die Welle (6) verladender RingspaU 35 tmmo g ^ ^ _System ^^ _de _{ind aüe} (19) ausgebildet ist, indem vorzugsweisejwei die were' _{bemühv eine se}i_bstentiüftende Hum-Trennwand (3) darstellende Profflschetoen bzw ™^ιηρ?^ηη!" _um Bedienungsfehler durch nicht

-ringe (3a, 36) unterschiedlichen D«^rchmess^_a ^s5 beschultes Personal auszuschalten.

teilweise mit axialem Abstand überlappen und damit gescnui*es^ ^^ ^ ^ ^. _{bekanmen Umwa},_z.

im Oberlappungsbereich den radialen Rmgspalt \is) 40 (US-PS 29 58 292) so vorgegangen, daß in der

begrenzen. Trennwand zwischen Motorraum und Pumpenraum
3. Umwälzpumpe nach den Ansprüchen 1 und 2, '.^Γ*^η™_ηηιη- _vorgesehen wurde, die im Pumpenraum dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaß bzw. eine 1Boftnu« j _{d yon der Längsachse} Ringspalt (19) bezüglich seiner Breite so ausgeh^ ^m^^Be^^mJ^adMot_orraurn. Dadurch soll erreicht ist, daß er als Filter für aus dem Pumpenraum zu 45 mund« a« _{MoU)rraum standig mit Küh}i_wasser aus erwartende Fremdkörper wirkt Pumoenraum zu versorgen, wobei aber auch nach

4. Umwälzpumpe nach den Ansprüchen 1 bis 3. J^JJ^"^ _nach Entleerung des Wasserumdadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erstrek- ^erEmmoⁿtage ,_{bstentlüftung des} Motorraumes kung (S) des Ringspaltes im Verhältnis zum ¹^" ^^Die ständige Versorgung des Motorraumes Durchmesser (d) der Antriebswelle (6) sich m den 50 ^Jg^'SSyS dSi. daß Schmutz oder Grenzen 0,3 <s/d< 1,5 bewegt. Verunreinigungen des Wassers in den Motorraum

gelangen, was zum Blockieren der Lager und des Rotors

führen kann. . , .

55 Die Aufgabe der Erfindung besteht dann, bei

Di. Erfindung bezieht sich auf eine Umwä.zpumpe ö-_f,₌pen der eingangs erwäh"^n An net,en der

für insbesondere Heizungs- und Brauchwasseranlagen, Se^ttaftjjg ™J^J« _{ejne weitere Zufuhr} von

bestehend aus einem Gehäuse, das durch eine Wase ^JJL zu unterbinden und dadurch

rTrndiiÄ^ - SSSÄ der Lager und des Motorrotors zu

den Motorraum unterteilt ist, wobei in der von der ^ve™^eif "_{u dieser Au}f_gabe besteht die Erfindung

Antriebswelle durchlaufenen Trennwand ein besonde Zur Jg⁰JM¹¹JJ^¹JJ_{1 Motors auf} der einen

rer Durchlaß für die Füllung des zu endüftenden dann, daC^ der Rot ^^ ^ ^^

Motorraumes mit Wasser aus dem Pumpenraum J"?"™¹ _Trennwandseite in Verbindung mit der

versehen ist und wobei die in den Purnpenraum 65 ^^,TSSkShrer Formgestaltung so ausge-

mündende öffnung dieses mindestens einfach vorzu^ Jj^jjSf¹^^ ^g _und vom Laufrad

S SÄ dl'" WeHeCt Ϊ SfSS bidets der Trennwand erzeugten Flüssigkeitsring