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Hauswasserversorgungsanlage mit elektrisch angetriebener Kreiselpumpe
In _\nlagen zur selbsttiitigen Ilauswasserversorgung kommen vielfach elektrisch
angetriebene Kreiselpumpen zur Anwendung. Diese Pumpen haben in bezug auf ihre Herstellung
und ihren Betrieb große Vorteile. Sie haben aber auch den Nachteil, daß bei Stillstand
der Anlage die Saugwassersätile abreißt und sich die Sangleitung mit Luft füllt.
die leim _Xiilaufen der Pumpe nicht abgesaugt werden kamt. Man kann diesen Nachteil
der Kreiselpumpen durch besondere, als Wasseri ingl>umpen bekannte Bauarten vermeiden.
--Man kann auch die normale einfache Bauart der Kreiselpumpen beibehalten, wenn
man dafür sorgt, daß beim Anlaufen der Anlage jedesmalig die Saugleitung dei- I'umlte
zwangsweise gefüllt wird. Bei eitler bekannten Ausführung geschieht dies z. B. in
der Weise, daß die Saugleitung beim Einschalten des elektrischen Antriebs über ein
sich dann selbsttätig öffnendes Füllventil mit dein Druckbehälter der Anlage verbunden
wird.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Hauswasserversorgungsanlage der
letztgenannten Art und besteht im wesentlichen darin. daß (las Füllventil durch
den beim Anlaufen und beim Auslaufen sich axial verschiebenden Läufer der Kreiselpumpe
betitigt wird. Hierbei ist der Pumpenläufer vorzugsweise gegenüber dem Mptorläufer
axial verschiebbar angeordnet, wobei der Motorläufer beim Auslaufen z. R. durch
die Stopfbuchse der Pumpe abgehremst wird. Die Kupplung der beiden Läufer
kann
hierbei über in schrägen Schlitzen des einen Läufer, geführte Kuppluügsholzen des
anderen Läufers erfolgen. Bei fliegender Anordnung des Pumpenläufers kann die Nabe
desselben zur Betätigung des Füllventils herangezogen werden. Vorzugsweise wird
hierbei die Nabe des Pumpenläufers selbst als Ventil ausgebildet.
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Die erfindungsgemäße Anlage zeichnet sich durch besondere Einfachheit
aus. Die Anlage erfordert grundsätzlich weder das sonst übliche Rückschlagventil
in der Druckleitung noch das sonst vorgesehene Fußventil am Ende der Saugleitung.
Die Steuerung des Füllventils ist infolge ihrer erfindungsgemäßen Abhängigkeit von
der Axialverschiebung des Pumpenläufers einfach durchzuführen. Insbesondere bedarf
es grundsätzlich weder komplizierter Gestänge noch umständlicher und kostspieliger
Magnet- oder Druckmittelhetätigungen.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Nach Abb. i besteht die Anlage aus dem Elektromotor i, der Kreiselpumpe
2, dem Druckschalter 3, dem gemeinsamen Sockel 4, der Saugleitung 5, der Druckleitung
6, dem Druckbehälter 7 und der Verteilerleitung B. Die Saugleitung 5 besitzt kein
Fußventil und die Druckleitung 6 zum Druckbehälter 7 kein Rückschlagventil. Das
Kreiselrad 9 ist so ausgebildet, daß es sich in axialer Richtung um eine kurze Strecke
leicht verschieben läßt. Zu diesem "Zweck wird das aus Bronze hergestellte Kreiselrad
9 auf einen Wellenstumpf io, der wegen der Rostgefahr ebenfalls aus Bronze ist,
lose aufgesteckt. Der Wellenstumpf io sitzt in der verlängerten Motorwelle i i und
wird in dieser durch den Bolzen 12 festgehalten.
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Nach Abb. 2 greifen die verlängerten Enden des Bolzens 12 in schräge
Schlitze 13 des Kreiselrades 9 ein. Das offene Ende der Nabe des Kreiselrades ist
dabei durch einen Ventilkegel 14 abgeschlossen. Dieser paßt in den Ventilsitz 15,
der die Saugleitung abschließt. Sonst ist das Kreiselrad normal mit Ausgleichsleitungen
16 versehen, die dafür sorgen, daß kein zusätzlicher Axialschub auftritt. 17 ist
die Stopfbuchse der Kreiselpumpe. 18 ist eine Einstellschraube des Druckschalters
3. i 9 und 20 sind die zugehörigen Kabelleitungen.
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Die Arbeitsweise der Anlage ist folgende: Wird im Druckbehälter 7
der Mindestdruck, z. B. 2 atü, auf den der Druckschalter durch die Einstellschraube
18 eingestellt ist, unterschritten, so wird über den Kabelanschluß i9 und über den
Netzanschluß 2o der Elektromotor i an das Netz geschaltet und läuft schnell an.
Das Kreiselrad 9 hat aber ein großes Trägheitsmoment, daß hei Bedarf leicht zusätzlich
vergrößert werden kann. Infolge dieses Trägheitsrnomentes entsteht beim Anlauf ein
großes Drehmoment Md., das dem Anfahrmoment Mdi des Motors entgegengesetzt gerichtet
ist.
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Wie aus Abb. 2 zu erkennen ist, wird durch das Zusammenwirken der
Stifte 12 und der Schlitze 13 das Kreiselrad 9 nach links geschoben. Da die Steigung
der Schlitze 13 so gering; gehalten wird, wie es mit Rücksicht auf die Reibung möglich
ist, ist der Axialschul> groß. Durch die Verschiebung nach links wird der Ventilkegel
14 aus dem Ventilsitz 15, in den er vorher durch den Druck des Kessels hineingedrückt
worden war, herausgezogen und öffnet dadurch die Saugleitung 5. Unter dem Druck,
z. B. 2 atü = 20 m Wassersäule des Druckkessels, schießt das Wasser in die Saugleitung
5 mit einer Geschwindigkeit v = 20 m/sec. Ohne Berücksichtigung der Reibung im Saugrohr
füllt sich die Saugleitung bei i1/4' in o,5 sec bei der Mindestlänge von io m mit
5 1 und in 1,5 sec bei einer Höchstlänge von 30 m mit 361 aus dem Druckbehälter
7. Um das vollständige Füllen der Saugleitung 5 zu gewährleisten, muß also das Kreiselrad
9 erst nach 1,s bis 2 sec auf seine volle Drehzahl kommen. Mit Hilfe des großen
Trägheitsmomentes des Kreiselrades 9 und einer entsprechend ausgebildeten Drehmomentkurve
des Motors i wird dieser Effekt erreicht.
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Ist der eingestellte Höchstdruck, z. B. 4 atü, im Druckkessel 7 erreicht,
so wird der Motor i durch den Druckschalter 3 abgeschaltet. Das kräftige Reibungsmoment
der Stopfbuchse 17 versucht die Motorwelle i i schnell abzubremsen. Infolge des
großen Trägheitsmomentes des Kreiselrades 9 versucht diese aber mit der alten Geschwindigkeit
weiterzulaufen. Das dadurch entstehende Moment wirkt jetzt entgegengesetzt wie beim
Anlaufen.
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Da jetzt I-Idt nur noch durch das starke Bremsmoment der Stopfbuchse.
das dem Motoranlaufmoment entgegengesetzt gerichtet ist, gebildet wird, verschiebt
sich das Kreiselrad 9 unter der Wirkung der Stifte 12 und der Schlitze 13 nach rechts.
Dadurch wird der Ventilkegel 14 in seinen Ventilsitz 15 gedrückt und schließt die
Saugleitung 5 ab. Ist der Ventilkegel 14 fest am Kreiselrad 9 angebracht, so wirkt
das Ventil als Konusbremse für das Kreiselrad und bremst diese zusammen mit dem
Bremsmoment der Stopfbuchse 17 ab. Eine Verklemmung des Ventils tritt dabei nicht
ein, weil die Welle i i mit dem Motorläufer bei geschlossenem Ventil mitgenommen
wird und dadurch ein plötzliches Abstoppen des Kreiselrades nicht vorkommt. Sobald
das Ventil 14, 15 schließt, steht es unter dem vollen Kesseldruck von beispielsweise
4 atü.