DE2803064A1

DE2803064A1 - Propellerpumpe

Info

Publication number: DE2803064A1
Application number: DE19782803064
Authority: DE
Inventors: Guenter Apel
Original assignee: WUELFING GUENTER
Current assignee: WUELFING GUENTER
Priority date: 1978-01-25
Filing date: 1978-01-25
Publication date: 1979-07-26

Description

Propellerpumpe

Die Erfindung betrifft eine Propellerpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Zum Fördern von Flüssigkeiten und Gasen sind insbesondere Kolben- sowie Kreiselpumpen in Form von Radial- oder Axial- bzw. Propeilerpumpen bekannt. Je nach Anwendungszweck wird die eine oder andere Pumpenart bevorzugt.

Zur Reinigung und/oder Aufbereitung des in einem Wasserbehälter wie einem Schwimmbecken, Aquarium, Fischteich, oder dergleichen befindlichen Wassers werden vorwiegend Radialpumpen eingesetzt, mittels derer das zu reinigende oder aufzubereitende Wasser dem Wasserbehälter entnommen, durch eine FiIteranlage gepumpt und dann dem Wasserbehälter als Frischwasser im Kreislauf wieder zugeführt wird. Die hierzu erforderlichen Rohrleitungen münden allgemein unterhalb der Wasseroberfläche in den Wasserbehälter.

Die für die genannten Anwendungszwecke auf dem Markt befindlichen Radialpumpen sind nicht optimal ausgelegt und daher vergleichsweise teuer und durch hohen Stromverbrauch und geringe Förderleistung gekennzeichnet. Da sie das filtrierte Wasser außerdem unterhalb der Wasseroberfläche in den Wasserbehälter zurückfördern und das Wasser daher nur über seine nahezu ruhende Oberfläche mit dem Luftsauerstoff in Berührung kommen kann, ist die durch aeroben Abbau der Schmutzstoffe mögliche biologische Selbstreinigung des Wassers relativ gering. Infolgedessen ist es erforderlich, dem Wasser einen hohen Anteil an Entkeimungsmitteln, z.B. Chlor, beizugeben, um Viren, Pilze, Bakterien und andere Stoffe auf chemischem Wege zu vernichten, obwohl derartige Entkeimungsmittel aus anderen Gründen schädlich sind und beispielsweise bei Badenden Allergien und Augenbrennen hervorrufen können.

Die Selbstreinigungskraft des Wassers kann durch künstliche Sauerstoffzufuhr erhöht werden. Hierzu wird beispielsweise Abwasser vor dem Einlauf in Abwasserteiche über Kaskaden laufen gelassen oder versprüht, um eine große Berührungsfläche mit der umgebenden Luft zu schaffen. Aus denselben Gründen ist es bekannt, an Fischteichen oder Aquarien

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besondere Sprühvorrichtungen vorzusehen und dadurch die Sauerstoffaufnahme des Wassers zu vergrößern. Derartige Vorrichtungen sind jedoch nur als Zusatzvorrichtungen erhältlich, wodurch der mit dem Betrieb von Aquarien, Fischteichen oder Schwimmbädern, insbesondere privaten Schwimmbädern, ohnehin verbundene Aufwand noch weiter erhöht werden muß, wenn eine starke biologische Selbstreinigung gewünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pumpe zu schaffen, die sich insbesondere in Verbindung mit den genannten Anwendungszwecken zum Fördern von Flüssigkeiten bei hohen Förderleistungen eignet, einen geringen Stromverbrauch besitzt und in der Herstellung preisgünstig ist. Außerdem soll diese Pumpe auf einfache Weise eine Anreicherung der geförderten Flüssigkeit mit Sauerstoff ermöglichen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß zur Lösung dieser Aufgabe von einer Propellerpumpe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung auszugehen ist.

Ausgehend von dieser Propellerpumpe sind zur Lösung der genannten Aufgabe die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß bei geeigneter, vom Einzelfall abhängiger Bemessung der Sammelkammer, der Austrittsöffnung und des Laufrades bzw. seiner Laufschaufeln trotz vergleichsweise hoher Förderleistung ein Antriebsmotor mit sehr geringer Leistungsaufnahme verwendet werden kann. Da außer dem Antriebsmotor nur das Förderrohr, die Sammelkammer und das Laufrad benötigt werden, die sämtlich aus Kunststoff durch Spritzguß hergestellt werden können, ist die erfindungsgemäße Propellerpumpe auch sehr preisgünstig in der Konstruktion. Wird die erfindungsgemäße Propellerpumpe schließlich so angeordnet, daß sich das Förderrohr in der zu fördernden Flüssigkeit befindet und die Austrittsöffnung dicht über dem Flüssigkeitsspiegel oder die senkrecht zur Förderrohrachse verlaufende Mittellinie der Austrittsöffnung etwa in Höhe des Flüssigkeitsspiegels liegt, wird die geförderte Flüssigkeit in einem breit gefächerten Strahl in den Flüssigkeitsbehälter zurückbefördert und dadurch mit erheblich mehr Sauerstoff angereichert, als dies der Fall wäre, wenn die Austrittsöffnung unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in den Flüssigkeitsbehälter

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münden oder die Flüssigkeit in Form eines eng gebündelten Strahls in den Flüssigkeitsbehälter zurückbefördert würde.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 3 eine Seiten-, Vorder- bzw. Unteransicht einer erfindungsgemäßen Propellerpumpe; und

Fig. 4 die Propellerpumpe nach Fig. 1 bis 3 in Verbindung mit einer Filteranlage für ein Schwimmbecken.

Nach Fig. 1 bis 3 enthält eine erfindungsgemäße Propellerpumpe 1 ein Förderrohr 2, in dem ein axiales Laufrad 3 mit zwei Laufschaufeln 4 angeordnet ist. Die Abstromseite des Laufrades 3 ist mit der Antriebswelle 6 eines Antriebsmotors 7 verbunden, der beispielsweise einerseits als Kondensatormotor und andererseits als wasserdichter Kapselmotor ausgebildet ist.

Zwischen dem Laufrad 3 und dem Antriebsmotor 7 ist eine Sammelkai.iuor vorgesehen, deren parallel zur Achse des Förderrohrs 2 gemessene Höhe h^ kleiner als ihre kleinste senkrecht dazu gemessene Dimension ist, die beispielsweise die Breite b-j oder die Länge einer quaderfönai^cn Sammelkammer, der Durchmesser einer kreisförmigen Sammelkammer oder der kleinste Durchmesser einer elliptischen Sammelkammer sein kann. Die senkrecht zur Förderrohrachse gemessene Querschnittsfläche der Sammelkammer 8 ist größer, vorzugsweise wesentlich größer als die entsprechend gemessene Querschnittsfläche des Förderrohrs 2. Im Einzelfall kann die Querschnittsfläche der Sammelkammer 8 durch Versuche auf den günstigsten Wert eingestellt werden.

In der Seitenwandung 9 der Sammelkammer 8 ist eine radiale Austrittsöffnung 10 für das geförderte Medium in Form eines Schlitzes vorgesehen. Diese Austrittsöffnung 10 weist eine parallel zur Achse des Förderrohrs 2 gemessene Höhe hp auf, die kleiner als die senkrecht dazu gemessene Breite b₂ der Austrittsöffnuig 10 ist. Gemäß Fig. 2 ist die Breite b₂ der Austrittsöffnung 10 außerdem kleiner als die parallel zur Förderachse gemessene Höhe h.. der Sammelkammer 8. Bei elliptischer Ausbildung der Austrittsöffnung 10 ent^richt die Höhe h₂ etwa

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dem kleinsten Ellipsendurchmesser, die Breite b₂ dagegen etwa dem größten Durchmesser der Ellipse. Bei anderen Formen der Austrittsöffnung 10 sind die Maße hg und b₂ entsprechend zu verstehen.

An die schlitzförmige Austrittsöffnung 10 schließt sich vorzugsweise ein rohrförmiger Ansatz 12 an, dessen Querschnitt im wesentlichen dom Querschnitt der Austrittsöffnung 10 entspricht und der als Leitorgan für das geförderte Medium nach dessen Austritt aus der Sammelkammer dient.

Die beschriebene Propellerpumpe 1 kann beispielsweise gemäß Fig. 4 zur Zirkulation und Reinigung des in einem Schwimmbecken befindlihen Wassers verwendet werden. Zu diesem Zweck ist das auf der Zustromseite gelegene Ende des Förderrohrs 2 mit einem Säulenfilter 14 verbunden, der aus einem zylindrischen, netzartigen Grundelement und einem auf dieses aufgelegten Filterstoff, z.B. einem Kunststoffvlies besteht. Das untere Ende des Säulenfilters 14 ist in einer Halterunß 15 abgestützt, in der sich vorzugsweise auch das untere Ende eines wasserdichten, allseits geschlossenen Rohrs 16 abstützt, das den Säulenfilter 14 koaxial und mit radialem Abstand umgibt und in seinem in Fig. 4 oberen Ende, das an der Unterseite der Sammelkammer 8 befestigt ist, eine Ansaugöffnung 18 aufweist, an deren Rand ein siebförmiger Ansaugfilter 19 für grobe Schmutzstoffe befestigt ist. Sämtliche Teile der in Fig. 4 dargestellten Einrichtung bilden eine konstruktive Einheit, die in das Schwimmbecken eingehängt, auf dem Beckenboden aufgestellt oder auf andere Weise montiert werden kann.

Im Betrieb ist die Einrichtung vorzugsweise so angeordnet, daß der durch eine Linie 20 angedeutete Wasserspiegel etwa in der senkrecht zur Förderrohrachse verlaufenden Mittellinie der Austrittsöffnung 10 angeordnet ist. Bei laufender Propellerpumpe 1 wird das Wasser in Richtung der Pfeile gefördert, d.h. zunächst durch den Ansaugfilter 19 in den Raum zwischen dem Rohr 16 und dem Säulenfilter 14 gesaugt und dann durch den Säulenfilter 14, das Förderrohr 2 und die Sammelkammer 8 in den rohrförmigen Ansatz 12 gedrückt, aus dem es in einem voluminösen, sich nach außen in seinem Querschnitt verbreiternden Strahl ausgestoßen und erneut in das Schwimmbecken eingeführt wird, so daß eine innige Berührung des gereinigten Wassers mit der umgebenden Luft gewährleistet ist.

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Bei einer konkreten Ausführungsform sind folgende Abmessungen für die entsprechend Fig. 1 bis 4 ausgebildeten Teile vorgesehen: Höhe h^ der Sammelkammer 8 etwa 65 mm, Breite b^ der Sammelkammer etwa 155 mm, Länge der Sammelkammer einschließlich des rohrförmigen Ansatzes 12 etwa 220 mm, Höhe hg der Austrittsöffnung 10 etwa 50 mm, Breite D₂ der Austrittsöffnung 10 etwa 120 mm, Durchmesser des Förderrohrs etwa 120 mm, Steigung der Laufschaufeln 4 etwa 75 mm, Einstellwinkel der Laufschaufeln 4 etwa 35 und Abstand des Laufrades 3 vom Wasserspiegel etwa 100 mm. Mit einer solchen Propellerpumpe werden bei Einsatz eines 120 Watt-Kondensatormotors und bei einer Drehzahl des Laufrades 3 von 2800 U.p.M. Förderleistungen von 12 m /h erreicht.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Propellerpumpe besteht auch darin, daß auf einfache V/eise Zusatzgeräte vorgesehen werden können. Beispielsweise kann eine mit der Sammelkammer 8 verbundene Zuleitung 21 zum Zuführen von Zusatzstoffen wie Entkeimungsmitteln vorgesehen sein, die in der Sammelkammer 8 mit dem geförderten Mediun innig vermischt werden. Zur Erwärmung des geförderten Mediums konn in der Sammelkammer 8 eine Heizvorrichtung, z.B. eine Heizpatrone mit hoher Leistung, angeordnet sein. Außerdem könnte zur weiteren Aufbereitung des geförderten Mediums eine Einrichtung zur UV-Bestrahlung vorgesehen sein, die zweckmäßig ebenfalls innerhalb der Sawmelkammer 8 untergebracht wird. Alle beim Betrieb eines Schwimmbades oder dergleichen erforderlichen Reinigungs- und Aufbereitungseinrichtungen lassen sich auf diese Weise auf einfachste Weise zu einer kompakten, billigen und handlichen Einheit zusammenfassen.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist beispielsweise die Sammelkammer 8 nicht an die aus Fig. 1 bis 3 ersichtliche Form gebunden. Die Sammelkammer 8 kann vielmehr senkrecht zur Achse des Förderrohrs 2 einen kreisrunden, elliptischen oder sonstigen Querschnitt aufweisen, und es ist auch nicht erforderlich, daß die Seitenwandung 9 eine ebene Form besitzt. Wichtig ist nur, daß die Sammelkammer 8, die Austrittsöffnung 10, der Querschnitt des Förderrohrs 2 und die Zahl und die Form der Laufschaufeln 4 so aufeinander abgestimmt sind, daß einerseits der Antriebsmotor 7 mit möglichst geringer Leistungsaufnahme arbeitet und andererseits das geförderte Medium in einem breiten, langen Strahl aus dem Schlitz 17 austritt. Um dies zu erreichen, darf der Druck des geförderten Mediums in der Sammelkammer 8 nicht zu groß sein, da andernfalls

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Rückwirkungen auf das Laufrad 3 möglich sind, die die Leistungsaufnahme des Antriebsmotors 7 ungünstig beeinflussen.

Weiterhin ist es nicht erforderlich, daß bei der Einrichtung nach Fig. 4 die Förderrohrachse genau senkrecht zum Wasserspiegel angeordnet ist oder die Achse der Austrittsöffnung 10 und die Achse des Ansatzes 12 genau senkrecht zur Förderrohrachse verlaufen. Durch leichte Schrägstellung des Ansatzes 12 relativ zum Wasserspiegel läßt sich erreichen, daß der aus ihm austretende Wasserstrahl erst nach mehreren Metern auf die Wasseroberfläche auftrifft.

Weiterhin ist es nicht erforderlich, die Einrichtung nach Fig. 4 so zu montieren, daß das Rohr 16, der Säulenfilter 14 und der Ansaugfilter 19 im Schwimmbecken bzw. in dem Behälter angeordnet sind, dessen Flüssigkeit umgewälzt werden soll. Die Einrichtung läßt sich vielmehr bei im übrigen gleicher Anordnung auch neben dem Schwimmbecken oder sonstigen Behältern aufstellen, sofern am Becken- oder Behälterrand eine Ausströmöffnung für das zu fördernde Medium vorgesehen und diese Ausströmöffnjung über eine Leitung mit dem Ansaugfilter 19 verbunden ist. Hierdurch ergeben sich die Vorteile, daß der Innenraura des Beckens bzw. Behälters nicht eingeschränkt wird und daß die Einrichtung einfacher gewartet und repariert werden kann.

Die Zahl der Laufschaufeln 4 ist nicht auf zwei beschränkt, obwohl sich die Verwendung von nur zwei Laufschaufeln 4 mit der angegebenen Steigung und dem genannten Einstellwinkel als besonders zweckmäßig erwiesen hat.

Schließlich kann das Rohr 16 bei der Einrichtung nach Fig. 4 auch weggelassen oder anders ausgebildet werden. Die Verwendung des Rohrs 16 bringt Jedoch den Vorteil mit sich, daß im wesentlichen immer nur der an der Oberfläche befindliche Teil des Wassers abgesaugt wird und daher alle auf der Oberfläche schwimmenden Verunreinigungen wirksam beseitigt werden.

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Claims

Patentanwalt Diplom-Physiker Reinfried FrSir. v. SchorSemer D-35OO Kassel Brüder-Grimm-Platz 4 Telefon (O561) 1 53 35 D 4855 Günter Apel, 3500 Kassel Erich Hauck, 3504 Kaufungen Günter Wulfing, 3504 Kaufungen Patentansprüche

1) Propellerpumpe mit einem in einem Förderrohr angeordneten, axial fördernden Laufrad, einem auf dessen Förderseite angeordneten Antriebsmotor, dessen Antriebswelle mit dem Laufrad verbunden ist, und einer radialen Austrittsöffnung für das Fördermedium, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (10) in der Seitenwandung (9) oiner zwischen dem Antriebsmotor (7) und dem Abströmende des Förderrohrrj (2) angeordneten Sammelkammer (8) ausgebildet ist, deren senkrecht zur Rohrachse gemessene Querschnittsfläche größer als die Querschnittsfläche des Förderrohrs (2) ist, und daß die parallel zur Förderrohrachse gemessene Höhe (hp) der Austrittsöffnung (10) kleiner als die entsprechend gemessene Höhe (h^) der Sammelkammer (8) und kleiner als die senkrecht dazu gemessene Breite (b₂) der Austrittsöffnung (10) ist.

2) Propellerpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (bp) der Austrittsöffnung (10) wenigstens doppelt so groß wie die Höhe (h₂) der Austrittsöffnung ist.

3) Propellerpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinste senkrecht zur Förderrohrachse gemessene Dimension der Sammelkammer (8) wenigstens doppelt so groß wie die Höhe (h^) der Sammelkammer (8) ist.

4) Propellerpumpe nach Ansprüchen 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet ₉ daß an die Austrittsöffnung (10) ein rohrförmiger Ansatz (12) mit einem dem Querschnitt der Austrittsöffnung (10) entsprechenden Querschnitt angeschlossen ist. 909830/0444

5) Propellerpumpe nach einem der Ansprüche 1 Ms 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (3) zwei Laufschaufeln (4) aufweist.

6) Propellerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkammer (8) eine Heizvorrichtung zugeordnet ist.

7) Propellerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelkammer (8) mit einer Zuleitung (21) für Zusatzstoffe für das Fördermedium in Verbindung steht.

8) Propellerpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkammer (8) eine Einrichtung zur UV-Bestrahlung des Fördermediums zugeordnet ist.

9) Einrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten mit einer Pumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 und einem Filter, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter ein an das Zustromende den Förderrohrs (2) angeschlossener, mit dem Förderrohr (2) im wesentlichen koaxialer und in der Flüssigkeit angeordneter Säulenfilter (14) ist.

10) Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dor Gäulenfilter (14) mit radialem Abstand von einem allseits geschlossenen Rohr (16) umgeben ist, das eine Ansaugöffnung (18) für die Flüssigkeit aufweist.

11) Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffn^jang (18) unter dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet ist.

12) Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugöffnung (18) ein Ansaugfilter (19) zugeordnet ist.

13) Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zur Achse des Förderrohrs (2) verlaufende Mittellinie der Austrittsöffnjjng (10) in Höhe des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist.

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14) Einrichtlang nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie als konstruktive, in oder neben einem Schwimmbecken oder dergleichen montierbare Einheit ausgebildet ist.

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