DE6924158U - Wasseraufbereitungseinrichtung - Google Patents

Description

Gegenstand des Ursprungs-Gebrauchsmusters (Gebrauchs-

lüusLer-Aiiiüe+duiig A 27 724/45 h Gbm) ist eine an der Wand eines Aquariums außen aufzuhängende W&sseraufbereitungseinrichtung mit einer ünpumpeinrichtung für das Aquariumswasser,deren Pumpe von einem Elektromotor angetrieben ist und die so eingerichtet ist, daß die Wärme des Elektromotors auf das Gehäuse und das darin zirkulierende Wasser übergeht mit einer Zeritrifugalflügelradpumpe und mit einem Stator und liotor mit

vertikaler AoLorv/elle für den .iilektromotor, der ni ].i Hilfe von rotierenden larpplungsmagneten mit dem Pumpenkörper gekuppelt ist, so daß während des Umlaufs --ie Aotorbaugruppe aus iiotor und i,.agnet in Schwimmst el lung gehalten ist. Die ^rfindung on steht darin, daß die einander zugeordneten magnetischen Kupplungsteile allgemein die gleiche vertikale Liitte haben umd um diese Liitte zusammen mit dem Pumpenrad umlaufen.

Bei einem ^usführungsbeispiel hat das Jj'lügelrad der Pumpe eine Hohlwelle, an deron einem jinde r'lügel befestigt sind und an der eine Lagerkugel befestigt ist, die von einem Ende einer uülse abgestützt ist, welche im Pumpengehäuse senkrecht stehend befestigt ist, so daß die Hohlwelle sich in einer geneigten Stellung einstellen kann, wobei die Hohlwelle am anderen üJnde den kagneten trägt, der zusammen mit dem Gegenmagneten, den der Antriebsmotor trägt, die Magnetkupplung bildet.

neben dieser -us rührungsform der .-Erfindung gibt es andere Ausführungr; formen, die das eine Kennzeichen gemeinsam haben, daß die zusammen, umlaufenden ίύο-gneten der Magnetkupplung ganz allgemein eine gemeinsame geometrische Achse haben, im übrigen aber, unter '.nahrung des optimalen ^bStandes voneinander auch im gleichen rtaum außerhalb oder innerhalb der eigentlichen !''ilterkamner untergebracht sein können. In allen Fällen wird die Ausführung so getroffen, daß der Stator des iülektromotors mit dem daran befindlichen Kupplungsteil im betrieb in Schwimmstellung steht. Denkbar ist auch die Einfügung eines Getriebes i^ -"ie Anordnung.

Gegenstand einer früheren Anmeldung (^ 2p 730/4ph Gbm) der Anmelderin ist ein neuartiges Gerät, dessen V.'ssserumlauf- und i'iltrierunpseinrichtung sehr wirksam ist.Hierzu ist ein behälter

zum Anbringen außen an dem Aquariumstank vorgesehen, der eine Filtriereinrichtung enthält. In dom Behält or isu eine Pumpe enthalten, die den Wasserumlauf zum Aquarium durch die Pudereinrichtung besorgt und es i:. kontinuierlichem Strom gefiltor" in das Aquarium surückbef ordert. Ilennzcichnond für die Erfindung ist, daß die Pumpe von einem Motor betrieben v;ird, der außerhalb des Behalters angeordnet ist und magnetisch mit ihr gekuppelt ist. Da eine Motor-Pumpen-Anordnung bei einem selchen Gerät kontinuierlich über eine lange Zeit betrieben v;ird, ist die Verringerung der Lager- und Heibungüv;ärme und des damit verbundenen Verschleisses auf ein Minimum ein dringendes Erfordernis. Von größter Wichtigkeit ist auch, daß die Vibration der Pumpeneinheit und der damit verbundene Verschleiß und das Geräusch, das seine Quellen in einer Unbalance des magnetischen Feldes und einer schlechten Ausrüstung oder cergleichen bei der Motorkupplung hat, auf ein Minimum verringert v.^rird. Äußerst wünschenswert is υ auch, daß die Anforderungen an Apparate, die der Aufrechterhaltung stabiler Werte für die Filterung, die Belüftung, und die Erwärmung dienen, auf einem Minimum gehalten v/erden. ;

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die magnetische Kupplung derart zu verbessern, daß die Lagerreibung des Motors und damit die Größe des Geräusches und der Vibration beil Umpumpen auf ein Minimum reduziert werden.

Ferner wird mit der Erfindung die Aufgabe gelöst, die Notwendigkeit für das Anbringen besonderer Heizgeräte bei den meisten Gegebenheiten zu vermeiden, und dabei doch das Aquariumswasser in einem stabilen Warnezustand innerhalb des gewünschten Temperaturbereiches zu halten. Zrfindungsgemäß wiri das dadurch erreicht, daß die Wärme, die der Puiapenantriebsmotor erzeugt, dazu benutzt wird, eine erwärmte Atmosphäre in der Umgebung

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des Filtergehäuse:; Iiersusteileii. Hiorsu ist erf indurgsgemäß der Elektromotor go an dem Geiiau.se der Wasseraufbereitungseinrichtung angeordnet, daß seine Wärme auf das Gehäuse und das darin zirkulierende Wasser übergeht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt

PiS: ""' eine Vorderansicht, teilv:eise v.'eggebrochen, Fig. 2 ein Schnitt entlang Linie 2-2 von Fig. 1,

Pig. J der gleiche Schnitt bei einer anderen Arbeits stellung.

In den Zeichnungen ist eine AcHariu^Sazvpur-p- und Filterein- !■ichtung entsprechend der früheren Anmeldung dargestellt. Das Aufbereitungsgerät 10 für das Aquariur,isv;asser ist außen angeordne-t und hat ein Gehäuse 24, das in beliebiger V/eise an einer Außenflache des Aquariumstanks aufgehängt wird, (nicht dargestellt.)

Das Filtergehäuse 2¹A- ist rechteckig geformt und hat einen Boden 34, auf dem die Plattform 35 aufgestellt ist. Diese ist mit einer großen Anzahl von Perforationen oder Schlitzen 5S versehen und hat an verschiedenen Stellen Füße 40, die die rechteckige Plattform 36 in einen Abstand vom Boden y-\ des Filtergehäuses halten. Die Plattform dient in dem Filtergehäuse sum Abteilen von einem Paar Ivarxic-:.. -2, 44. Die Kammer 44 befindet sich unterhalb der Plattform 36 und ist eine Reinwasserkammer und die Kammer 42, oberhalb der Plattform, ist eine Filterkammer.

-.uT der Plattform 36 stellt eine 'Zentrifugalpumpe 4S mit einen oberer. Gehäuseteil 50 und einen unteren Gehäuseteil p2. Das untere Gehäuseteil ist ein zylindrisches Bauteil- mit kreisförmigem Boden -und ist an der unteren Oberfläche der Plattform 5ö &i"k Hilfe von Aufhängern befestigt, die aus der vertikalen zylindrischen Wand herausrasen. Die Wand hat öffnungen, die in dem unteren Gehäuseteil 52 Wasserdurchlässe bilden.

Eine Öffnung 63 in der Plattform

ein Durchlaß von dem

oberen zum unteren Gehäuseteil. Der ooden des unteren Gehäuseteils 52 enthält mittig einen La^ersit:: 52, der nach oben

gerichtet ist.

Auch das obere Gehäuseteil 50 ist ein zylindrisches Bauteil mit einem kreisförmigen Deckel 72 und einer daran anschliessenden senkrechten zylindrischen Wand ?<+. An den Deckel 72 ist exzentrisch und aufwärts gerichtet ein Rohrabschnitt 7^> befestigt, der eine kreisförmige Schulter bzw. einen Vorsprung 73 hat, worauf das Wasserrücklaufrohr 1^1-S ruht. Von der freien Randkante der senkrechten Wand Plansch 80 ab.

geht seitwärts ein

Die Plattform 36 mit der Öffnung 60 an ihrem einen Ende SI trägt zwischen dieser, öffnung und diesem Ende, einstückig daran befestigt, eine aufwärts weisende Wasserstromführung 32. Das obere Gehäuseteil 50 ist auf der Plattform 36 unmittelbar oberhalb des unteren Gehäuseteils 52 angebracht, so daß sich das Gehäuse der Zentrifugalpumpe ^ bildet. Insbesondere isu der Plansch 80 des oberen Gehäuseteils 50 in geeigneter Weise dauerhaft, beispielsweise dui^h Ankleben mit einem Klebemittel, an der oberen Fläche der Plattform 36 befestigt. Das untere Gehäuseteil 52 kann in ähnlicher Weise an der unteren Fläche der Plattform 36 befestigt sein oder es kann abnehmbar mit Hilfe der Aufhänger angehängt sein_% --. Die Plattform, sowie unteres

und oberes Gehäuse sind vorzugsweise aus Kunststoff durch Formen hergestellt. Das Gehäuse 24 besteht gleichfalls aus einem für ein Filtergehäuse geeigneten Stoff, vorzugsweise aus geformten Kunststoff.

Dadurch, daß das obere Gehäuseteil 50 dauerhaft an der oberen Fläche der Plattform 36 und das untere Gehäuse 52 abnehmbar an der unteren Fläche der Plattform 36 befestigt ist, und daß sie dabei nach der öffnung 68 ausgerichtet sind, entsteht -das zuvor erwähnte Gehäuse der Pumpe 48. Die beweglichen Teile der Pompe 48 sind ein Flügelrad 84 und ein magnetischer Rotor 102. Das Flügelrad 84 hat eine Hohlwelle und drei gleichförmig verteilte, sich radial nach außen erstreckende Flügel 90, von denen sich jeweils eine Rippe 92 nach innen erstreckt. Flügel und Rippen sind vorzugsweise mit der Welle einförmig und das ganze Flügelrad wird vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Die Kohlwelle des Flügelrades 84 ist nach unten offen und am oberen Ende mit einer Wand verschlossen, in der sich eine Hittelöffnung 96 befindet. Die radial am Umfang verteilten, nach außen gerichteten Flügel befinden sich ebenso wie die radial nach innen gerichteten Rippen 92, die die Flügel 90 fortsetzen, im Bereich der oberen

Wand.

Der magnetische Rotor 102 enthält einen vorzugsweise keramischen Magneten mit einer Spitze, die vorzugsweise aus Plastik hergestellt ist. Der keramische Magnet ist von bekannter Art und insbesondere vom polarisierten Typ mit abwechselnden Hord- und Südpolen an seiner unteren Fläche. Die hohle Büchse ragt über die obere Fläche des Magneten hinaus, und der magnetische Rotor ist mit dem Flügelrad 54 durch Reibverschluß verbunden, der zwischen der herausragenden Partie der Büchse

dem Inneren der Hohlwelle stattfindet, wozu dia Büchse ziemlich dicht mit einem Klebstoff oder einer Lösung in die Hohlwelle /eingeklebt ist.

Für die Baugruppe Rotor-Flügelrad 84 - 102 ist eine Lagervorrichtung vorgesehen, zu der eine senkrecht angeordnete Lagerwelle gehört, die vorzugsweise von einer Metallhülse 104 gebildet wird, die nach oben in einen Flansch 103 ausläuft, auf den eine Kugel 110, vorzugsweise aus Hartgummi oder entsprechenden Kuststoff, aufgebaut ist.

Bei der Montage der Rotor-Flügelrad-Baugruppe wird die senkrechte Lagerwelle 104a in den zuvor erwähnten Lagersitz 58 eingesetzt, wobei das untere Ende der Welle in den Sitz hineinreicht. Die Kugel 110 wird mit Gewalt in ihre Stellung gebracht, so daß sie in den inneren oder freien Enden der drei radial nach innen gerichteten Rippen 92 festsitzt bzw. in sie eingreift, wobei die Lagerwelle 104a durch die Rotorbüchse und die Hohlwelle des Flügelrades hindurchreicht. Hierdurch hält die Kugel 110, die reibend an den Rippen 92 des Flügelrades 34 angreift, dieses und den Rotor 102 auf dem Flansch 108 der Lagerwelle 104a. Zum Betrieb der Zentrifugalpumpe 48 ist ein Elektromotor 114 in dem Motorgehäuse 115 untergebracht. Er hat eine Welle 216, an deren oberem Ende ein keramischer Magnet 1JO befestigt ist, den die Welle 216 in einer nach oben erhabenen Partie des Gehäuses 115 hält. Die Magneten 130 und 102 sind von gleicher Art, vorzugsweise keramische Magneten, die an der Außenfläche oder an der oberen Fläche entgegengesetzt polarisiert sind. Das Gehäuse 116 ist so ausgebildet, daß eine optimale magnetische Kupplung zwischen den Magneten IJO und 102 und ihren einander gegenüberliegenden Flächen herzustellen ist.

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Der Motor 114 vom Käf igläufertyp hat einen laiTielienstato:., der eine Feldwicklung 222 trägt. Die Motor-Rot orbaugi^uppe 224 ist ebenfalls aus Lamellen gebaut und iOtiert in Feld des Stators mit der vertikalen Motorwelle 216, die in den unteren und oberen Lagern 205 und 208 ruht. Has obere Ende der Motorwe'lle 216 trägt den Hotormagneten. 130» der zusammen damit umläuft. Das untere Ende der ilotorwelle trägt ein Synchronisierrad 138, das vorteilhafterweise mit E^eichenflügein zwischen ITabe und Außenring ausgestattet ist, wodurch eine besonders gute Luftzirkulation um den Motor erreicht wird, insbesondere, v/eil die Luft durch die Öffnung 200a in dem Eoden des Gehäuses 116 eintritt«, Die Motorwelle 216 hat obere und untere Drucklager 210 und 212. Diese Drucklager sind verschiebbar auf der Motorwelle oberhalb und unter-· halb der Rotorlamellen befestigt imu haben ebene Endflächen, die die Drucklagerflächen darstellen. Der Abstand zwischen den offenliegenden Lamellen 224a und 224b des Motor-Rotors 224 und den Sndlagern 206 und 208, denen sie gegenüberliegen, ist größer als das Axialmaß jedes der Drucklager, so daß die Motor-Rotorwelle sich frei in vertikaler Richtung um den Betrag der Differenz bewegen kann.

In Fig. 1 und -2 sieht man , daß das untere Drucklager 212 normalerweise auf der oberen Fläche des Endlagers 208 aufliegt und das Gewicht der Rotorbaugruppe trägt, da die unterste Lamelle 224b des Motor-Rotors auf der oberen Fläche des gleichen Drucklagers 212 ruht. Die obere Druckfläche trägt kein Gewicht und liegt lediglich an der oberen Lamelle 224 an, die von dem oberen Endlager einen Abstand hat, der durch den Pfeil 214 angedeutet ist. Küßte der Motor in dieser Stellung laufen, dann würde eine große Reibung im Bereich der Endflächen des unteren Drucklagers entstehen. Sine Eigenart der Erfindung besteht darin, daß diese Reibung über die magnetische

. ■ H Kupplung zwischen der Motor- und der Pumpeneinheit reduziert, ' Ij wenn nicht völlig eliminiert wird. In Fig. 3 sieht man, daß, · "I wenn der Motor in" Betrieb genommen wird, die magnetische An- ' ^vi Ziehung zwischen dem Magneten des Rotors 102 und dem Magneten . \ 130 des Motors die ganze Motor-Hot or anordnung 224 anhebt und '■ .j in einer Schwimmstellung zu halten bestrebt ist. In dieser Figur sieht man, daß das Anheben der Rotorgruppe beim Betrieb dazu führt, daß die unterste Lamelle 224b des Motor-Rotors 224 von dem unteren Drucklager hinweg und aus der Berührung mit ihm. hinausgeschoben wird, wodurch der Abstand, der von dem Pfeil 214 in Pig. 2 angedeutet wird, auf einen Betrag verringert wird, der von dem Pfeil 214 s in Pig. 3 angedeutet wirde Der "Schwimmeffekt¹¹ , der von der Anordnung der Magnetkupplung erreicht wird, eliminiert die Drucklagerreibung, die normalerweise die Tätigkeit eines Motors dieser Type begleiten würde: ., wenn dies in einer Lage geschieht, bei der die Motorwelle senkrecht steht. So wird die ununterbrochene Tätigkeit des Motors über ausgedehnte Zeitbereiche möglich, ohne daß nennenswerter Motorverschleiß eintritt.

Ein weiteres Kennzeichen der Eigenart der Erfindung ist in der Kugelaufhängung für das-Flügelrad der Pumpe zu sehen. Wie schon gesagt sind das Flügelrad 34 und der zugehörige magnetische Rotor 102 in dem Pumpengehäuse angeordnet. Die Lagerkugel ruht in einer Vertiefung des oberen Flansches 108 der Metallhülse 104a. Durch diese Anordnung kann das ganze Flügelrad um das Gelenk schwingen, das so gebildet ist, und Vibrationen, die normalerweise bei der Verwendung von magnetischen Kupplungen, deren einander gegenüberliegenden Flächen polarisiert sind, zu erwarten wären, sind ausgeschaltet.

Es steht fest, daß bei der handelsüblichen Magnetisierung von Magnetfläoiien eine ausgeglichene oder gleichförmige Magnetisierung der flächenförmigen Pole genau herzustellen unmöglich ist.

Die Folge davon ist, daß Anziehungskraftg zwischen den einander gegenüberliegenden Magneten, die die Kupplung bilden, in ungleicher Weise die Drehachse der Flügelrad-Baugruppe zu verschieben sucht, wenn diese rotiert, wodurch erhebliche Vibrationen entstehen. Die Kugelaufhängung der Einheit beseitigt die Ursache solcher Vibrationen. Die Wirkungsweise des Gerätes bei nicht ausgeglichenen magnetischen Gegebenheiten ist in Fig. 3 dargestellt. Man sieht hier, daß wenn der Motor in Betrieb ist, die Oberfläche des Magneten 1JO in einer Horizontalebene liegt. Der Flügelradmagnet 102 ist auf der anderen Seite, durch die Kugelaufhängung, aus der ersten Parallele mit dem Motormagneten um den Winkel "a" abgewichen. Die Neigung der Drehachse der geseilten Flügelradeinheit S4-/102 und ihre konstante Drehung um den einmal eingenommenen Winkel erfolgen ohne Vibration dank der Kugelaufhängung. Die magnetische Unbalance, die sich aus Fertigungs- und Hagnetisierbedingungen der Magneten ergibt, wird hierdurch automatisch in dem gewünschten Ausmaß ausgeglichen, das zwischen einem Paar von Magneten erforderlich ist, und eine bekannte Quelle von Vibrationen und Verschleiß wird eliminiert. Der Grad der Neigungen hängt natürlich von dem Grad der Unbalance ab, die kompensiert werden coil.

Eine weitere Eigenart der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine Wärmequelle entsteht, mit der das V/asser in dem Aquariumstank auf einer relativ gleichförmigen Temperatur unter den beim Aquariumsbetrieb üblichen Bedingungen gehalten wird. Hierzu ist festzustellen, daß ein geeigneter Temperaturbereich für ein "Gemeinschafts"-Aquarium zwischen 20,5°C und 25,5°C (70⁰F und 75⁰P) d-ie ideale Temperatur ist. Hierzu wird bei bekannten Einrichtungen ein Heizgerät in das Aquariumswasser eingetaucht, das mit Thermostaten kontrolliert wird und in Betrieb genommen wird, wenn die Wassertemperatur unter die gewünschte Höhe sinkt. Hit der Erfindung wird die Anwendung

solch π ■ if ν: endig c-r Heizgeräte unter den üblichen xiedingungon in eiiit-r Wohnung dadurch überflüssig, da die von do:.: Hot or erzeugte Wärme da~u verwendet wird, das Aquariumsv;assor auf einer gleichförmigen Tempei.-.tur innerhalb des gewünschten Bereiches zu halten. Us hat sich herausgestellt, daß, wenn man den I'Io tor in die nächste Ii achbar schaft des Filtergehäuses stellt, im vorliegenden Falle unmittelbar unter dasselbe, man die normalerweise unvermeidbar entstehende ilotorwärme dazu verwenden kann, dac Gehäuse und seinen Inhalt an Flüssigkeit in Luftströmen zu baden, die darüber wegstreichen und wärmer sind, als die Temperatur des Raumes, In dem das, Aquarium aufgestellt ist. Hierzu ist das I-Iotorgehäuse 115 mit geöffneten Wänden versehen, wie bei 200 und 200a angedeutet ist, wodurch die Raumluft durch das Gehäuse und um den Motor herum zirkulieren kann und in Form von Luftströmen entkommen kann, die die Wärme der Luft durch Leitung übertragen, wie durch den Pfeil 202 angedeutet. Eine gewisse Luftmenge trifft auf die Wand des Aquariumsbehälters auf und bewirkt auf diese Weise eine Temperaturerhöhung. Die Hauptströme der erwärmten Luft sind jedoch um das Filtergehäuse herumgeführt und baden es in der erwärmten Atmosphäre, die dadurch entsteht. Die Wärme wird dann auf das Wasser übertragen, das durch das Gehäuse fließt. Es hat sich ergeben, daß bei einer Anordnung, wo das zirkulierende Wasser auf diese Weise erhitzt wird, stabile Wärmeverhältnisse eintreten, wenn das Aufbercitungsgerät für das Aquariumswasser erst eine kurze Zeitspanne in Betrieb ist und daß die dann bestehenden stabilen Wärmeverhältnisse auf dem geringsten Stand gehalten werden können. Die Notwendigkeit, eine zusätzliche Wärmequelle su schaffen, die bei normalen Bedingungen meistens gegeben ist, und einen aufwendigen Heizkörper erfordert, wird hierdurch beseitigt. Trotzdem können, wenn außergewöhnliche Raumtemperaturen vorhanden sind, zusätzliche aufwendige Wärmequellen installiert v/erden. Jedoch wird von einer solchen Wärmequelle eine geringere kapazität vorausgesetzt

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und von ihr eine entsprechend geringere Energieanforderung gestelle.

Aus dem Aquariumsbehälter wird das Wasser mit Hilfe eines herkömmlichen, nicht dargestellten Siphonrohres in den Behälter eingeleitet und durch das Rohr 146 wieder in den Aquariumsbehälter zurückgebracht.

SchutζanSprüche :

Claims (2)

- 15 S c h u t za η s ρ r ü c h e :

1. An der 'wand eines Aquariumsbehälters außen aufzuhängende ,/-sseraufbereitungseinrichtung mit einer Umpumpeinrichtung für das Aquariumswasser,deren Pumpe von einem Elektromotor angetrieben ist und die so eingerichtet ist,daß die V/ärme des Elektromotors auf das Gehäuse der Einrichtung und das darin zirkulierende Wasser übergeht, mit einer Zentrifugalflügelradpumpe und mit einem Stator und liotor mit vertikaler Rotorwelle für den Elektromotor,der mit Hilfe von rotierenden Kupplungsmagneten mit dem Pumpenkörper gekuppelt ist, so daß während des Umlaufs die Kotorbaugruppe aus Hotor und Magnet in Schwimmstellung gehalten ist nach Gebrauchsmuster .... (Anmeldung A 27 724/ 45 h Gbm), dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugeordneten kagiiotkuppluiigsteile (102, 130) die gleiche vertikale kitte haben und um diese Mitte zusammen mit dem Pumpenrad (84) umlaufen.

2. viasseraufbereitungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrau (84) der Pumpe eine Hohlwelle hat, an deren einem Ende die Flügel (90) befestigt sind und eine Lagerkugel (110) befestigt ist, die von einem Ende einer Hülse (104a) abgestützt ist, welche im Pumpengehäuse (^2) senkrecht stehend befestigt ist, so daß die Hohlwelle sich in einer geneigten Stellung einstellen kann, wobei die Hohlwelle am anderen Ende den Magneten (102) trägt, der zusammen mit einem Gegenmagnet^n (1^0),den der Antriebsmotor (124) trägt, die Magnetkupplung bildet.