DE4304149C1 - Selbstansaugendes Motorpumpenaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem selbstansaugenden Motorpumpen­ aggregat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Aggregate sind in der EP-A-0 401 670 und in der DE-A-34 09 463 beschrieben. Diese Aggregate weisen ein großes Gehäuse mit einem Pumpenlaufrad und mit einer Ejektoreinrichtung und einen an dieses Gehäuse außen angeflanschten, elektrischen Antriebsmotor auf, wobei auf dem aus dem Motorgehäuse herausragenden und in das Pumpengehäuse hineinragenden Endabschnitt der horizontalen Motor­ welle das Laufrad der Pumpe drehfest angeordnet ist. Die Ejektor­ einrichtung ist in dem erstgenannten Fall horizontal und in dem anderen Fall vertikal verlaufend angeordnet. In beiden Fällen jedoch ergibt die getroffene Anordnung der Ejektoreinrichtung eine relativ große Bauweise des gesamten Aggregates. Des weiteren ist der hohe Geräuschpegel der verwendeten luftgekühlten Antriebsmotoren nach­ teilig, wodurch der Einsatz der Aggregate auf wenige Stunden des Tages beschränkt ist. Schließlich führt die voluminöse Bauweise des Aggregates zu entsprechendem Platzbedarf bei seiner Aufstellung und zu erheblichen Fertigungskosten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung des einlei­ tend angeführten Motorpumpenaggregates dahingehend, daß es kom­ pakter aufgebaut ist, eine verbesserte Kühlung des Motors und einen sehr ge­ räuscharmen Betrieb aufweist sowie kostengünstiger hergestellt wer­ den kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Patentanspruch 1 angegeben.

Das erfindungsgemäße Aggregat ist gegenüber den vorgenannten bekannten Aggregaten wesentlich kompakter aufgebaut, so daß es im Verhältnis zu einer relativ geringen Zunahme im Durchmesser eine wesentlich verkürzte Baulänge aufweist. Eine besondere Kompaktheit ist dann gegeben, wenn für die seitlich vorgesehene Ejektoreinrich­ tung nur eine Ausbuchtung des gemeinsamen Gehäuses vorgesehen ist oder wenn die Baugruppe aus Laufrad der Pumpe und elektrischem Antriebsmotor in einem kreisrund ausgebildeten gemeinsamen Gehäu­ se exzentrisch angeordnet ist. Durch die Verwendung eines Motors, dessen Stator außenseitig von dem gesamten Förderstrom des Pum­ penlaufrades vollständig umströmt wird, wird eine sehr effektive Kühlung des elektrischen Antriebsmotors erreicht. Mit dem Wegfall eines Lüfters einerseits und der vorgesehenen Flüssigkeitsumströmung des Antriebsmotors andererseits wird eine beträchtliche Geräusch­ armut des Aggregates erreicht. Die sehr gute Flüssigkeitskühlung des Motors führt weiter dazu, daß die Kupfermasse des Stators bei glei­ cher Leistung des Motors kleiner gehalten werden kann. Ferner ist es möglich, daß das Aggregat auch mit hohen Drehzahlen gefahren werden kann, ohne daß Geräusche und Erhitzung des Motors bzw. des Aggregates störend zunehmen. Durch den Wegfall eines separaten Gehäuseanteiles für die Ejektoreinrichtung, weil diese raumsparend in das übrige Aggregatgehäuse eingegliedert ist, und durch die zu­ sätzlich raumsparende Bauweise des Aggregatgehäuses einschließlich dessen Herstellung aus Kunststoff kann das erfindungsgemäße Ag­ gregat kostengünstiger hergestellt werden. Weiterhin ist vorteilhaft, daß trotz der Kompaktheit des Aggregates ein großer Wasservorrat für die Ejektoreinrichtung zwecks Sicherstellung des Selbstansaugvor­ ganges der Pumpe vorhanden ist, weil hierzu ausreichender Raum zwischen dem Antriebsmotor und der Ejektoreinrichtung einerseits und dem gemeinsamen Gehäuse andererseits zur Verfügung steht.

In der DE-C-40 23 756 ist ein Motorpumpenaggregat beschrieben, das mit vertikaler Welle und darauf unten angeordnetem Pumpen­ laufrad betrieben wird und bei dem der Rotor und der Stator des Spaltrohrmotors von innen her durch eine kleine, vom Hauptförder­ strom der Pumpe abgeleitete Teilmenge gekühlt wird. Dieses Ag­ gregat hat keine Ejektoreinrichtung, und die Flüssigkeitskühlung des Motors durch die Teilmenge ist insbesondere für hohe Motordrehzah­ len nicht ausreichend.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der horizontale Querschnitt des gemeinsamen Aggregatgehäuses eine quadratische oder annähernd quadratische Form auf. Durch diese Ausbildung des Gehäuses können der Ejektor in dem einem Eckraum und ein Kondensator und/oder andere elektronische Bauteile für den Betrieb des Antriebsmotor in wenigstens einem anderen Eckraum des Gehäuses bei besonders kompakter Bauweise desselben untergebracht werden.

Um die Verwendungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Aggregates im Falle einer Beschädigung des oder der wasserführenden Stutzen des gemeinsamen Gehäuses sicherzustellen, sind diese Stutzen austausch­ bar ausgebildet. Hierzu sind sie beispielsweise mittels einer Bajonett­ fassung an dem Aggregatgehäuse befestigt. Zusätzlich kann einer der Stutzen mit einer Rückflußsicherung und/oder mit einem Sieb ver­ sehen sein, welche Teile wegen der Austauschbarkeit der genannten Gehäusestutzen ebenfalls auf einfache Weise ersetzt werden können.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht auf das Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt nach der Linie A-A in Fig. 2,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt nach der Linie A-D-D und den eingegliederten Teilschnitten B-B und C-C in Fig. 2, um die Funktion des Selbstansaugens besser zu verdeut­ lichen,

Fig. 5 den Teilschnitt B-B in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab.

Das allgemein mit 1 bezeichnete Motorpumpenaggregat umfaßt nach den Fig. 1 und 2 ein gemeinsames, kompaktes Gehäuse 2, das in seinem Oberbereich mit einem Saugstutzen 3 und einem Druckstutzen 4 zum Ansaugen bzw. Ausstoßen von Flüssigkeit versehen ist. Das gemeinsame Gehäuse besteht aus einem unteren Gehäuseteil 5 für ein Laufrad einer Kreiselpumpe und einem darüber befindlichen Ge­ häuseteil 6 mit einem Deckel 7 für die übrigen Bestandteile des Aggregates 1 im Innern des Gehäuses 2. Das Gehäuse 2 ist ferner, im horizontalen Querschnitt betrachtet, vorzugsweise quadratisch oder annähernd quadratisch oder rechteckig ausgebildet, wobei die beiden Stutzen 3 und 4 in den Eckbereichen auf einer Seite des Gehäuses angeordnet sind. Mittels eines Anschlußkabels 8 wird das Aggregat 1 mit elektrischer Energie versorgt.

Das Gehäuse 2 besteht aus Kunststoff und wird vorzugsweise durch Spritzgießen hergestellt. Als bevorzugter Kunststoff wird ein Poly­ merwerkstoff verwendet.

In bevorzugter Ausführungsform sind der Saugstutzen 3 und der Druckstutzen 4 austauschbar ausgebildet. Somit können die beiden Stutzen, die beispielsweise mit einem Gewinde 9 versehen sind, ausgewechselt werden, wenn sie beschädigt worden sind. Dadurch ist vermieden, daß das Aggregat 1 unbrauchbar wird, falls ein Stutzen, insbesondere sein Gewinde, so beschädigt worden ist, daß ein An­ schlußschlauch oder ein Anschlußrohr nur schwierig oder sogar nicht mehr daran befestigt werden kann.

Für die Befestigung der die Stutzen 3 und 4 bildenden Bauteile an dem Gehäuse 2 ist vorzugsweise eine übliche Bajonettfassung 10 vorgesehen, deren Aufbau einschließlich desjenigen der Stutzen aus Fig. 5 noch genauer ersichtlich ist.

Das Gehäuse 2 ist zwischen den beiden Stutzen 3 und 4 mit einem Griffsteg 11 versehen, der eine Griffmulde 12 überbrückt. Somit kann das Aggregat mit einer Hand bequem getragen werden.

Die Schnittdarstellung nach Fig. 3 zeigt, daß in dem Gehäuse 2 ein Spaltrohrmotor 13 mit vertikal stehender Welle 14, ein daran unten angeordnetes, mit Schaufeln versehenes Pumpenlaufrad 15 und seit­ lich neben dem gekapselten Motor ein Ejektor 16 angeordnet sind. Die oben und unten in Lagern 17 und 18 geführte, vertikale Welle 14 trägt den üblichen Rotor 19, wobei auf dem nach unten aus dem Motor 13 herausragenden Endabschnitt 20 der Welle 14 das Pumpen­ laufrad 15 drehfest gelagert ist. Dem Rotor 19 liegt in bekannter Weise der ringförmige Stator 21 des Motors 13 gegenüber. Der Ejektor 16 ist in aufrechter Stellung angeordnet und verläuft vorzugs­ weise parallel oder im wesentlichen parallel zu dem elektrischen Antriebsmotor 13.

Man erkennt aus Fig. 3, daß zwischen dem Antriebsmotor 13 und der Umfangswandung des Gehäuses 2 ausreichend Zwischenraum besteht, der mit 22 bezeichnet ist. Dieser Zwischenraum 22, der sich außen um und entlang des Motors 13 erstreckt und mit dem Druck­ stutzen 4 abströmwärts in Verbindung steht, bietet ausreichend Volu­ men für den vom Pumpenlaufrad 15 geförderten Förderstrom, so daß dieser Förderstrom auf seinem Weg vom Laufrad 15 zum Druckstutzen 4 eine außenseitige Umspülung des Stators 21 des Motors 13 vornimmt und somit eine sehr wirksame Zwangskühlung des Motors 13, insbesondere seines Stators 21, bewirkt. Der Verlauf des Förderstroms ist in Fig. 3 durch Pfeile verdeutlicht.

Fig. 3 zeigt ferner, daß der Antriebsmotor 13 innerhalb des Gehäu­ ses 2 exzentrisch angeordnet ist, so daß ausreichend Platz für den Ejektor 16 auf einer Seite des Motors 13 gegeben ist. Vorteilhaft wird der Ejektor 16 bei einem im Querschnitt eckigen Gehäuse 2 in einer Ecke desselben angeordnet, wie es aus Fig. 3 in Verbindung mit der Schnittlinie C-C in Fig. 2 zu erkennen ist. Hierdurch kann das Gehäuse 2 besonders kompakt gestaltet sein, wobei in jedem Fall gesichert ist, daß der Motor 13 vollständig vom Förderstrom des Pumpenlaufrades 15 umspült wird. In einer alternativen Ausführungs­ form kann das Gehäuse 2 auch kreisrund ausgebildet sein, wobei dann der Motor 13 entsprechend weit außermittig angeordnet sein muß, um ausreichend Platz für den Ejektor 16 zu haben. Man er­ kennt aus den Fig. 3 und 4 ferner, daß der Saugstutzen 3 und der Druckstutzen 4 an demjenigen Endbereich des gemeinsamen Gehäuses 2 angeordnet sind, der dem Pumpenlaufrad 15 abgewandt ist.

Bei mehreckiger Querschnittsausführung des Gehäuses 2 kann des weiteren in wenigstens einem anderen Eckbereich des Gehäuses eine Kammer 23 ausgebildet sein, die gegenüber dem Ringraum 22 des Gehäuses 2 flüssigkeitsdicht ausgebildet ist. Diese Kammer nimmt einen Kondensator 24 und/oder elektronische Bauteile auf, der bzw. die für den Betrieb des elektrischen Antriebsmotors 13 erforderlich ist bzw. sind. Die Kammer 23 ist aus Fig. 4 am besten zu erken­ nen.

Aus Fig. 4 ist die Funktionsweise des Motorpumpenaggregates 1 sehr gut zu erkennen. Der für das Selbstansaugen des Aggregates 1 erforderliche Ejektor 16 weist zunächst einen Kammerteil 25 auf, der an einen Kanalabschnitt 26 des Gehäuses 2 angeschlossen ist, an dem wiederum der Saugstutzen 3 angeschlossen ist. Von dem Kammerteil 25 erstreckt sich ein Rohrteil 27 im wesentlichen vertikal nach unten und mündet in einen Vorraum 28 vor dem Pumpenlaufrad 15. Der Kammerteil 25 weist eine obere, düsenförmige Öffnung 29 auf, die in bekannter Weise unter Belassung eines Ringeintritts 30 mit dem in den Kammerteil 25 hineinragenden oberen Abschnitt des Rohrteiles 27 in Wirkverbindung steht, um dem Pumpenlaufrad 15 ständig Flüssigkeit zuführen zu können. Es ist klar, daß der Wasserstand in dem Gehäuse 2 immer so hoch sein muß, daß Flüssigkeit in die Öff­ nung 29 eintreten kann, damit sich das Pumpenlaufrad 15 ständig in Flüssigkeit befindet. Andererseits ist klar, daß in den Saugstutzen eintretende Flüssigkeit über den Kanal 26, den Kammerteil 25 und den Rohrteil 27 zum Laufrad 15 gelangt.

Fig. 5 zeigt eine Schnittdarstellung durch den Saugstutzen und durch den sich daran anschließenden Bereich des Kanalabschnittes 26.

Zur Aufnahme des Stutzens 3 ist das Gehäuse 2 mit einer rohrför­ migen Anschlußausbildung 31 versehen, in welche sich das separate Stutzenbauteil 3 hineinerstreckt. Mittels einer O-Ringdichtung 32 erfolgt eine flüssigkeitsdichte Abdichtung des Stutzens 3 gegenüber der Ausbildung 31. Der innere Endabschnitt des Stutzens 3 ist mit einer Rückflußsicherung 33 versehen, um ein Rückströmen von Flüssigkeit aus dem Gehäuse 2 zu verhindern. Gleichzeitig oder alternativ kann sich an den Stutzen 3 auch ein inneres Sieb 34 an­ schließen, welches z. B. teilweise in den Kanalabschnitt 26 hineinragt. Somit werden Verunreinigungen vom Aggregat 1 ferngehalten. Da der Stutzen 3 auf einfache Weise auswechselbar ist, können auch die Rückflußsicherung 33 und das Sieb 34 auf einfache Weise ausgewech­ selt oder gesäubert werden.

Claims (7)

1. Selbstansaugendes Motorpumpenaggregat mit einem elektrischen Antriebsmotor, einer von dem Motor antreibbaren Pumpe, die ein auf der Welle des Motors drehfest angeordnetes Laufrad aufweist, und einem dem Laufrad funktionell vorgeschalteten Ejektor, wobei ein gemeinsames Gehäuse für den Motor, die Pumpe und den Ejektor vorgesehen ist und wobei das Gehäuse in seinem oberen Bereich mit einem Saugstutzen und mit einem Druckstutzen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Antriebsmotor (13) eine vertikal angeordnete und unten das Laufrad (15) tragende Welle (14) und einen vom Förderstrom des Pumpenlaufrades (15) außenseitig zwangsgekühlten Stator (21) aufweist, daß der Ejektor (16) vertikal und seitlich neben dem Stator (21) des Antriebsmotors (13) angeordnet ist, daß das Gehäuse (2) aus Kunststoffmaterial besteht und daß der Saugstutzen (3) und der Druckstutzen (4) in einem vom Pumpenlaufrad abgewandten Endbereich des gemeinsamen Gehäuses (2) vorgesehen sind.

2. Motorpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (13) ein Spaltrohrmotor ist.

3. Motorpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Querschnitt des gemeinsamen Gehäuses (2) eine annähernd quadratische Form aufweist, daß der Ejektor (16) in einem Eckraum des Gehäuses zwischen dem elektrischen Antriebsmotor (13) und dem Gehäuse (2) angeordnet ist und daß in wenigstens einer anderen Ecke des Gehäuses (2) eine flüssigkeitsfreie Kammer (23) zur Aufnahme eines Kondensators (24) und/oder elektronischer Bau­ teile zum Betrieb des Antriebsmotors (13) ausgebildet ist.

4. Motorpumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Gehäuse (2) aus Polymerwerkstoff besteht.

5. Motorpumpenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugstutzen (3) und der Druckstutzen (4) des gemeinsamen Gehäuses (2) aus austauschbaren Bauteilen bestehen.

6. Motorpumpenaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stutzen (3, 4) mittels einer Bajonettfassung (10) an dem gemeinsamen Gehäuse (2) befestigt sind.

7. Motorpumpenaggregat nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Saugstutzen (3) oder der Druckstutzen (4) mit einer Rückflußsicherung (33) und/oder mit einem Sieb (34) versehen ist.