DE7731974U1

DE7731974U1 - Hintereinander geschaltete kreiselpumpen

Info

Publication number: DE7731974U1
Application number: DE19777731974
Authority: DE
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1977-10-15
Filing date: 1977-10-15
Publication date: 1980-01-10

Description

Hintereinander geschaltete Kreiselpumpen

Die Erfindung betrifft hintereinander geschaltete Kreiselpumpen, die in fördermediendurchströmten Anlagen wie z. B. Heizungsanlagen vorkommen. Hierbei können mehrere Kreiselpumpen hintereinander oder parallel geschaltet eingebaut werden. Dies erfolgt im ersteren Fall aus Gründen der Regelung (Addition der Förderhöhe), im zweiten Fall ebenfalls aus Gründen der Regelung (Addition der Förderströme) oder um bei Ausfall einer Kreiselpumpe auf eine Ersatzpumpe auszuweichen. Bei paralleler Anordnung von z. B. zwei Kreiselpumpen müssen aufwendige sogenannte Hosenrohre mit Rückschlagorganen oder dergleichen vorgesehen sein, die automatisches oder manuelles Umsteuern der Förderung von der einen auf die andere Pumpe erlauben. Ebenfalls können die Pumpen dann in einem gewissen Intervall umgesteuert werden, um gleichmäßige Laufzeiten herbeizuführen. Auch können die Pumpen gemeinsam zur Erhöhung des Förderstromes gleichzeitig in Betrieb sein.

Diese Möglichkeiten sind bei Kreiselpumpen, die hintereinander geschaltet sind, nicht ohne weiteres gegeben, weil immer z. B. die stehende Pumpe mit durchströmt werden müßte und bei den ohnehin niedrigen Verlusthöhen einer solchen Anlage und somit bei der niedrigen Förderhöhe der jeweils arbeitenden Kreiselpumpe ein Teil der Förderhöhe in ihren durchströmten Gehäuse- und Laufradpartien vernichtet würde.

Ebenfalls bestünde die Gefahr erhöhter, unerwünschter Geräuschbildung durch die komplizierten Strömungswege und auch die Gefahr niedriger Läuferdrehzahlen und somit eines Lagerverschleißes. Andererseits würden bei seriengeschalteten Pumpen die Hosenrohre wegfallen können, wie auch der seitliche Einbauplatzbedarf geringer würde.

Ein Aggregat aus zwei wechselweise und alternativ gemeinsam betreibbaren, hintereinander geschalteten Kreiselpumpen ist zwar auch schon bekanntgeworden (DT-PS 18 08 411), dieses benötigt jedoch wie die eingangs genannte Parallelschaltung zweier Kreiselpumpen aufwendige Zusatzmaßnahmen in Form von zusätzlichen Rohren bzw. zusätzlichen Gehäusen.

Die geschilderten Nachteile hintereinander geschalteter Pumpen zu beseitigen und somit die Vorteile einer billigen, raumgünstigen Anordnung ausnutzen zu können, ist Aufgabe der Erfindung, wobei die Lösung bei Pumpen der eingangs genannten Art in einem automatisch betätigbaren Bypass mit in Richtung Druckraum öffnenden Rückschlagorgan zwischen dem jeweiligen Saug- und dem jeweiligen Druckraum besteht, welches bei Förderung des Laufrades und somit höherem Druck im Spiralgehäuse den Saugstutzen gegen dasselbe schließt, so daß die jeweilige Pumpe normal arbeitet. Dabei kann als automatisch betätigbarer Bypass z. B. ein Durchlaß an einer Trennwand zwischen dem jeweiligen Saugstutzen und dem jeweiligen Spiralgehäuse dienen, in welches das jeweilige Laufrad einspeist.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen herkömmliche Ausführungen und Ausführungs-. beispiele der hintereinander geschalteten Kreiselpumpen nach der Erfindung, und zwar die Fig. 1 schematisch eine bisher übliche Hintereinanderschaltung mit den Pumpen 1 und T, die Fig. 2 eine Parallelschaltung dieser Pumpen 1 und 1' mittels aufwendiger Hosenrohre nebst einem Rückschlagorgan ό zum Umsteuern der Förderung von einer auf die andere Pumpe.

Die Fig. 3 und 3 α dagegen zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Hintereinanderschaltung nach der Erfindung mit einem Bypass 8 mit Rückschlagorgan 9 an einer Trennwand 4 zwischen dem Saugstutzen 5 und z. B. dem Spiralgehäuse 6, in welches das Laufrad 7 einspeist. Das Rückschlagorgan schließt bei Förderung des Laufrades und somit hohem Druck im Spiralgehäuse den Saugstutzen 5 gegen dasselbe ab, so daß normale Pumpenarbeit gewährleistet ist.

Bei stehender Pumpe 1 und Betrieb der zweiten hintereinandergeschalteten Pumpe T herrscht im Saugstutzen der stehenden Pumpe ein größerer Druck als in deren Spiralgehäuseraum 6, wodurch das Rückschlagorgan 9 öffnet. Dadurch kann die in Betrieb befindliche Pumpe außer durch das stehende Laufrad zusätzlich noch über das Rückschlagorgan 9 durchströmt werden, . mit dem Vorteil sehr kleiner Förderhöhenverluste und kleiner Durchströmgeschwindigkeiten durch das stehende Laufrad und somit geringer Geräusche und kleinerer Mitlaufneigung. Bei Wiederinbetriebnahme der Pumpe schließt das Rückschlagorgan 9 und der Vorgang wiederholt sich bei der anderen hintereinandergeschalteten nun stehenden Pumpe.

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Im Falle des Betriebes zweier Pumpen schließen beide Rückschiagorgane 9, im Falle des Stehens" beider Pumpen und bei z. B. Schwerkraftbetrieb der Heizungsanlage, öffnen beide Rückschlagorgane 9 und verkleinern somit den Widerstand der in der Leitung eingebauten stehenden Pumpen.

Eine Öffnung zwischen Saug- und Druckraum ist zwar schon, z. B. bei Heizungsumwälzpumpen, zur Regelung der Pumpenkennlinie der arbeitenden Pumpe mit von Hand oder automatisch regelbarer Durchlaßgröße bekannt geworden. Durch große Dimensionierung eines solchen Durchlasses kann die betreffende Pumpe allerdings nur von Hand jeweils auch auf entsprechend großen Durchlaß des Förderstromes bei Stillstand der Pumpe ausgebildet werden. Eine automatische Öffnung dieses Durchlasses ist bei der bekannten Ausführung jedoch nicht möglich, da derselbe entweder als fest einzustellende Größe ausgeführt ist oder als eine Art Rückschlagventil, welches für den erfindungsgemäßen Zweck in falscher Richtung öffnet (DT-OS 21 27 449).

Es ist möglich, in Erweiterung des Anwendungsbereiches der Erfindung das Rückschlagorgan 9 zusätzlich zu der bekannten Bypassregelung anzuordnen oder zu einer gemeinsamen Einrichtung zu vereinigen (beispielsweise zu einem wahlweise einstellbaren Regelbypass) durch Anheben des Rückschlagorganes 9 und daraufhin völliges automatisches Öffnen der Rückschlagklappe bei stehender fremddurchströmter Pumpe oder wie eingangs beschrieben, allein das Rückschlagorgan 9 anzuordnen. Dieses RUckschlagorgan 9 kann dabei die gesamte Ringfläche zwischen Saug- und Druckraum umfassen oder aber auch nur einen Teil desselben.

Ein weiteres AusFührungsbeispiel zeigt Fig. A₁ wonach bei einer Heizungsumwälzpumpe in Spaltrohrmotorausführung z. B. der gesamte Pumpenmotorläufer bei stehender Pumpe durch eine axial wirkende Kraft (z. B. magnetisch, mechanisch etc.) in Richtung Motorseite verlagert wird, wodurch am Laufradhals 10 ein genügend großer Durchtrittsspalt 11 vom Saugstutzen in den Druckraum entsteht, damit der obengenannte Förderstrom zusätzlichen Durchtritt findet. Bei wieder in Betriebsetzung der Pumpe wird unter Überwindung der genannten Axialkraft durch eine seitens des Motors eingeleitete Axialkraft der Läufer wieder in Richtung Pumpe gezogen, wodurch der Laufradhals in die saugseitige Dichtspaltpartie eintaucht und wieder normaler Pumpenbetrieb einsetzt.

Diese Verlagerung kann auch allein durch das Laufrad erfolgen, das im Stillstand durch den Zwang einer axialen Kraft auf der Welle zur Druckseite hin verschoben wird und im Betrieb durch die Axialkraft des Laurrades wieder gegen die genannte Krafi - welche kleiner als die Axialkraft ist - in die normale axiale Stellung gedrückt wird.

Sowohl im Falle der axialen Verlagerung des Gesamtrotors wie auch des Laufrades allein, kann ein Dauermagnetpaar dienen, das wiederum bei Betrieb der Pumpe bei abstoßender Magnetanordnung als Axiallager fungieren kann (dabei ist auch keine andere kosten- und leistungsaufwendige Axialkraftentlastung mehr nötig) und darüber hinaus bei gewünschter axialer Verschiebung des einen Magneten von außen das Laufrad oder den ganzen Rotor in Richtung Druckseite vor sich hertreibt und dadurch zusätzlich als Bypassregler (über den freiwerdenden saugseitigen Spalt 11) dienK

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Bei unveränderter Magnetlage bliebe somit im Betrieb der Pumpe die Bypassregelung konstant, bei Stillstand der Pumpe würde sich darüber hinaus durch Laufradverschiebung der für die Serienanordnung gewünschte nochmals vergrößerte Durchströmquerschnitt 11 am saugseitigen Dichtspalt ergeben. Natürlich kann die Lagerungs-, Regelungs- und ganz allgemein Verschiebeeinrichtung auch beispielsweise über einen von der Saugseite verstellbaren Regeldorn mit Hartmetal lagern und Federkombination erfolgen.

Ein zusätzliches Beispiel (Fig. 5) zeigt das Laufrad an seiner nabenseitigen druckseitigen Deckelscheibe 13 mit sehr großen Durchtrittsöffnungen 14 gegen die in normalem Betrieb der Kreiselpumpe ein Ventilteller 15 anliegt, der bei Betrieb der Pumpe wegen höheren Druckes im druckseitigen Radseitenraum die Durchtrittsöffnungen 14 schließt und somit die normale Kennlinie bewirkt. Erst wenn die Pumpe steht und von der anderen,

zugeschalteten Pumpe durchströmt wird, öffnet dieser Ventilteller und f

gibt die erwünschten Durchtrittsöffnungen 14 frei. Dieser Ventilteller 15 kann dabei wiederum mit beim normalen Laufrad angebrachten kleinen Entlastungsbohrungen versehen werden.

•Ein anderes vorteilhaftes Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 gestattet, die Bypassregelung zu erweitern und zu kombinieren mit einem zusätzlichen Durchlaß 18 zwecks Ermöglichung einer hintereinander geschalteten Pumpenanordnung.

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Hierzu wird ganz allgemein auf einem schon bekannten in Richtung Saugseite ansprechendem (Druck im Spiralraum größer als im Saugraum), von Hand oder automatisch betätigtem Regelventilteller 16 (DT-OS 21 27 449), gemäß dem erfindungsgemäßen Gedanken, ein zweiter in Richtung Druckseite ansprechender Ventilteller 17 angebracht, welcher bei Betrieb der Pumpe wegen höheren Druckes im Spiralraum gegenüber dem Saugraum, die Öffnungen 18 im erstgenannten Regelventilteller 16 geschlossen hält. Erst wenn die Pumpe steht und wieder von der zweiten hintereinander geschalteten Pumpe durchströmt wird, öffnet sich dieser Regelventilteller 17 und gibt die Öffnungen 18 frei. Dieser Regelventilteller 16 kann dabei als Kreisring oder nur an einer Stelle des Umfangs zwischen Saug- und Druckraum ausgebildet sein, der Regelventilteller ebenfalls als zweiter Kreisring oder nur an einer Stelle des Umfangs angeordnet werden.

Alle beschriebenen Lösungsmöglichkeiten können von Fall zu Fall sinnvoll miteinander kombiniert werden.

Die erfindungsgemäße Ausführung der hintereinander schaltbaren Kreiselpumpen gestattet, unabhängig vom Erfindungsgedanken, die Verwendung als einzelne Pumpen unter Beibehalt aller Vorteile einheitlicher Fertigung und Lagerhaltung, ohne daß die Zusatzeinrichtungen nach der Erfindung sich dann störend auswirken.

Claims

tin itti Klein, Schanzlin & Becker Aktiengesel !schaft nnsprüche

1. Hintereinander geschaltete Kreiselpumpen, gekennzeichnet durch einen automatisch betätigbaren Bypass (8, 11, 14, 18) mit in Richtung Druckraum öffnenden Rückschlagorgan (9, 10, 15, 17) zwischen dem jeweiligen Saug- und dem jeweiligen Druckraum.

2. Hintereinander geschaltete Kreiselpumpen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oh Bypass ein Durchlaß (8) an der Trennwand (4) zwischen dem jeweiligen Saugstutzen (5) und jeweiligen Spiralgehäuse (6) dient.

3. Hintereinander geschaltete Kreiselpumpen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen nach der Motorseite zu mechanisch oder magnetisch axial verschiebbaren Motorpumpenläufer (7) und einen bei Läuferstillstand vorhandenen Durchtrittsspalt (11) am Laufradhals (10) als Bypass zwischen Saugraum und Druckraum.

4. Hintereinander geschaltete Kreiselpumpen nach Anspruch I₇ dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (7) an einer nabenseitigen, druckseitigen Deckscheibe (13) mit großen Durchtrittsöffnungen (14) und mit einem in Bezug auf diese Öffnungen unter druckseitigem Betriebsdruck bzw. saugseitigem Überdruck in Richtung Schließ- bzw. Öffnungsstellung betätigbaren Ventilteller (15) versehen ist.

5. Hintereinander geschaltete Kreiselpumpen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bypass mit Regelautomatik ein in Richtung Sajgseite ansprechender Regelventilteller (16) mit Durchlaß (18) und ein zusätzlicher in Richtung Druckseite ansprechender Ventilteller (17) dienen.