EP2098732A1 - Schwimmfähiges Pumpenaggregat - Google Patents
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- EP2098732A1 EP2098732A1 EP08004212A EP08004212A EP2098732A1 EP 2098732 A1 EP2098732 A1 EP 2098732A1 EP 08004212 A EP08004212 A EP 08004212A EP 08004212 A EP08004212 A EP 08004212A EP 2098732 A1 EP2098732 A1 EP 2098732A1
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- unit housing
- housing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D13/00—Pumping installations or systems
- F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D13/066—Floating-units
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
- F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
- F04D15/0209—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid
- F04D15/0218—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid the condition being a liquid level or a lack of liquid supply
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- F04D15/0245—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump
- F04D15/0272—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump the condition being wear or a position
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
- F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
Definitions
- the invention relates to a buoyant pump unit with the features specified in the preamble of claim 1.
- the state of the art includes buoyant pumps which suck liquid or water from these containers or bodies of water at the liquid surface of containers and waters.
- the use of such pumps proves to be problematic if the containers or bodies of water are formed closed and the liquids to be sucked are mixed with solid particles. This is due to the fact that these pumps sink with the liquid or water level falling through the pump work into a region of the containers or bodies near the bottom, in which the proportion of solid particles is generally considerably increased. This increases the risk that solids penetrate through the inlet openings in the pump and clog them, which is possibly associated with repairs, or at least consuming cleaning work.
- buoyant pump unit which is suitable for use in liquids mixed with solid particles, wherein the risk of clogging of the pump unit is at least significantly reduced.
- the pump unit according to the invention is buoyant and has an electric drive motor, a centrifugal pump driven therefrom, and an aggregate housing accommodating the drive motor and the centrifugal pump.
- the pump unit has at least one in the floating state under the liquid surface arranged inlet opening and at least one outlet opening.
- the unit housing is designed and arranged so that it changes its orientation relative to the floating position upon reaching a footprint, wherein position-controlled switching means are provided within the unit housing.
- the invention is based on the idea of designing and arranging the unit housing of the pump unit in such a way that, when it reaches a contact area, for example a floor of a container or the bottom of a body of water, because of a sinking liquid level by the pumping work, it will not find a firm footing there, that is, can not stand there in a stable equilibrium, and therefore changes its orientation with further sinking liquid level, the switching means with the alignment change of the unit housing also change their position and preferably turn off the pump unit or switch to a state in which such solid particles are stopped or if necessary, can also be supported.
- the alignment changes of the unit housing and the switching means therein are typically done by tilting the unit housing from its floating position.
- the at least one inlet opening of the pump unit is expediently arranged on the unit housing in such a way that, when the unit housing reaches the contact area, it is in the liquid above a sediment to be expected in a container or body of water is arranged from solid particles.
- the centrifugal pump sucks excessively solid particles, which could possibly clog the pump unit.
- Another advantage of the pump unit according to the invention is the fact that this embodiment prevents dry running of the centrifugal pump.
- the pump unit according to the invention has a very high operational reliability.
- the aggregate housing In order that the aggregate housing can change its orientation when it reaches a contact surface with respect to its floating position, the aggregate housing is preferably designed such that it can tilt about an axis arranged in the contact area between the unit housing and the contact surface transversely to the direction of application of the liquid. After tilting, the aggregate housing on the footprint can come in a stable tilted position for surface contact.
- the unit housing advantageously has a tilting surface on a lower part in the floating state.
- the tilting surface in the sense of the invention is to be understood as meaning the surface with which the aggregate housing rests on the contact surface after tilting, the term tilting surface not being limited to a physically formed surface on the aggregate housing, but also encompassing such imaginary surfaces as those of FIG at least two spaced on the outside of the unit housing points on which the unit housing rests in a tilted position on the footprint formed.
- the unit housing tapers in a lower portion in the floating state downwards. That is, the unit housing runs in this lower section down towards pointed.
- a lower portion of the unit housing for example, be cone-shaped or wedge-shaped, with the tip of the thus formed Conical or wedge is conveniently the part of the aggregate housing, the first reaches a footprint in a container or body of water with sinking liquid level. Such a point must be sufficiently blunt to prevent penetration into the footprint, it must be sufficiently pointed to ensure tilting. The tip then forms a tilt axis or part of a tilt axis about which the unit housing can be tilted.
- the outer side of the tapering lower portion of the unit housing can in this case form the tilting surface on which the unit housing rests on the contact surface after tilting.
- the lower section of the unit housing expediently tapers such that the unit housing may possibly not remain stuck in a muddy ground located on the container or water bottom in the floating position and in this way can not change its orientation.
- the lower end of this portion of the unit housing is advantageously flattened or rounded.
- a preferred development of the pump unit according to the invention provides to form the underside of the unit housing convexly curved.
- the aggregate housing may be e.g. be tapered at the bottom in the floating position section and tilted around the vertex of its curvature.
- the outside of the arched area may form part of the tipping area that bears on a footprint.
- a preferably downwardly directed projection may be formed on the underside of the unit housing.
- This projection is expediently arranged and designed in such a way that it stops at a pump unit sinking in a container or body of water first reaches a footprint formed there, the aggregate housing then tilts around the free end of this projection during further lowering.
- the tilting surface of the unit housing is typically formed by an imaginary surface on which the free end of the projection and at least one further point spaced from the projection lie on the outside of the unit housing.
- the projection on the underside of the unit housing is arranged such that it is in the floating position of the pump unit in the direction of the liquid surface spaced from the center of gravity of the pump unit, so that the weight of the pump unit, when the projection has reached the footprint, a tilting moment the pump unit exerts.
- the unit housing in this embodiment has a clearly defined tilting surface.
- a tilt switch is preferably provided, which is designed and arranged such that it switches off the centrifugal pump at a deviating from the orientation in the floating state alignment of the unit housing.
- the tilt switch may comprise a movably mounted in the switch member, wherein the component is designed and arranged such that it sets the inclination switch in the floating position of the pump unit in a the centrifugal pump einclude position and at a change in alignment of the unit housing its position and thereby the tilt switch switches into a position switching off the centrifugal pump.
- the component movably arranged in the inclination switch it is advantageously rolling and preferably designed as a ball.
- the unit housing in a floating state above the liquid surface arranged region at least one perpendicular to the liquid surface aligned outlet opening.
- This outlet opening may be formed on a connection which is provided for fastening a hose line, with which the liquid can be discharged from a container or body of water.
- the pump unit according to the invention with an outlet opening arranged in this way can for example also form a fountain.
- the pump unit can be used floating in a basin or a pond and with the centrifugal pump turned on an emerging from the outlet water jet, which extends perpendicular to the water surface, generate.
- the outlet opening is formed at another point of the unit housing, possibly with a different orientation.
- the pump unit according to the invention may advantageously have at least one outlet opening, which is aligned in the floating state substantially parallel or obliquely to the liquid surface.
- the unit housing on at least two outlet openings, wherein either one of the two outlet openings with the pressure side of the centrifugal pump is line connected. Accordingly, means are provided with which a flow path from the outlet of the pump to an outlet opening is closed, while the flow path is opened to the other outlet opening.
- a flow path from the outlet of the pump to an outlet opening is closed, while the flow path is opened to the other outlet opening.
- 3/2 - way valve can be used.
- a part of the unit housing forming the tilting surface is preferably removable formed and covers a formed on the pump unit footprint.
- a fastening means can advantageously be formed on the lower part of the unit housing in the floating state.
- the attachment means may be e.g. to act a tab or eyelet on which, for example, a ground anchor can be attached.
- the pump unit has handling handles. These handling handles may be located on the outside of the power pack housing or from the power pack itself, e.g. be formed in the form of formed on the unit housing undercuts.
- the pump unit shown in the drawing has an aggregate housing 2.
- the pump unit is designed buoyant, wherein in the floating state, an aggregate housing part 4a is arranged largely above a liquid surface 6, while an aggregate housing part 4b is completely immersed in the liquid.
- buoyancy chambers 7a, 7b filled with air are formed in the unit housing part 4a ( Fig. 5 ).
- the weight distribution in the pump unit is such that a longitudinal axis A of the unit housing 2 in the floating position of the pump unit is oriented substantially perpendicular to the liquid surface 6.
- the aggregate housing parts 4a and 4b are formed substantially rotationally symmetrical to the longitudinal axis A.
- the unit housing 4a has a larger outer diameter than the unit housing part 4b, wherein an undercut 9 is formed on the unit housing part 4a at its area protruding beyond the outer diameter of the unit housing part 4b ( Fig. 4 ). In this undercut, distributed over the circumference, handles 11 are arranged for handling the pump unit.
- inlet openings 8 are arranged distributed over the entire circumference of the unit housing part 4b in two rows spaced from one another in the direction of the longitudinal axis A.
- two outlet ports 10 and 12 are formed, which form the outlet openings of the pump unit.
- the outlet port 10 extends on the unit housing part 4a concentric with the longitudinal axis A to the outside, while the outlet 12 extends radially to this longitudinal axis A in a region of the aggregate housing part 4a to the outside, which lies in the floating state of the pump unit below the liquid surface 6.
- the outlet ports 10 and 12 are each provided with external threads, so that hose lines can optionally be connected via standard couplings to these outlet.
- the outlet opening of the outlet nozzle 10 is closed by a cap 14 screwed onto the outlet nozzle 10.
- the outlet opening of the outlet nozzle 12 can also be closed with this closure cap 14.
- a driven by an electric drive motor 16 centrifugal pump with an impeller 20 is arranged in the unit housing part 4b.
- an electrical connection 21 is arranged on the outside of the unit housing part 4b, to which a power supply and control cable can be connected.
- centrifugal pump liquid can be sucked from a container or body of water through the inlet openings 8 and from there via a marked with a direction arrow B flow path to the pump inlet.
- a part of the flow path on the output side of the centrifugal pump is formed by a rotary valve 20 mainly arranged in the unit housing part 4a.
- the rotary valve 20 has a hollow cylindrical rotary valve 22 through which a first recess 24 and a second recess 26 have on its peripheral side.
- the position of the recess 24 corresponds to the flow channel through the outlet port 12, while the position of the recess 26 corresponds to the position of a leading to the outlet port 10 flow channel.
- the rotary valve is rotatably mounted in the unit housing part 4a.
- the recesses 24 and 26 are arranged offset in the circumferential direction at an angle of 90 ° to each other.
- the rotary valve 20 can be rotated into a first position, in which the recess 24 releases a flow path into the outlet connection 12, but at the same time the flow path to the outlet connection 10 is closed.
- the flow path in this position of the rotary valve from the outlet of the centrifugal pump to the outlet opening formed on the outlet connection 12 is in Fig. 3 indicated by the directional arrow C.
- the flow path to the outlet port 12 is closed and the flow path to the outlet port 10 is released.
- a tilt switch In the floating position of the pump unit above the electric drive motor 16, a tilt switch is arranged, which has a cup-shaped running surface 30, a ball 32 and a microswitch 34.
- the microswitch 34 is arranged in the floating position of the pump unit below a formed on the tread 30 recess.
- the metallic ball 32 In the floating position, the metallic ball 32, which may be formed as a solid or hollow sphere, above the recess of the tread 30 and presses on the micro switch 34, which is thereby placed in a switching position in which the centrifugal pump is turned on.
- the ball 32 rolls on the running surface 30 away from the recess to the outside and accordingly no longer presses the microswitch 34, which thereby switches into a position switching off the centrifugal pump.
- the aggregate housing part 4b tapers in the floating position downwards initially conical and then passes into a lower portion 36, which is dome-shaped convex convex to the outside.
- a projection 38 to the outside On the outside of this portion 36 of the unit housing part 4b extends concentrically to the longitudinal axis A of the unit housing 2, a projection 38 to the outside.
- a recess 40 is formed, which forms a tab.
- This tab forms a fastener with which the floating pump unit can be attached by means of a rope or a chain to the bottom of a container or body of water, so that it can not change its position in the floating state.
- the aggregate housing part 4a distributed on its outer circumference also has a plurality of fastening tabs 42, by means of which the pump unit can also be fixed by ropes or wires.
- the operation of the pump set is as follows:
- the pump unit floats in a container or body of water in a floating position, in which the longitudinal axis A of the unit housing 2 is aligned perpendicular to the liquid surface 6.
- the ball 32 of the inclination switch is located directly above the formed on the tread 30 recess and presses the microswitch 34 disposed below the recess in a switching position einclude the centrifugal pump. Consequently, the centrifugal pump promotes liquid from the container or body of water.
- the liquid surface 6 of the container or body of water and thus the pump unit sinks until the projection 38 arranged on the lower portion 36 of the unit housing part 4b contacts a contact surface 44 formed at the bottom of the container or body of water.
- the pump unit finds no firm footing on the contact surface 44 and tilts over an edge of the projection 38 transversely to the longitudinal axis A of the unit housing 2 to the side ( 8 and 9 )
- the edge of the projection 38 and a portion of the lower portion 36 of the unit housing part 4b form a tilting surface on which the pump unit rests on the contact surface 44.
- the ball 32 of the tilt switch moves on the tread 30 away from the recess formed thereon outwards and so no longer contacts the microswitch 34, which then turns off the centrifugal pump.
- the centrifugal pump is turned off by the tilt switch is largely determined by the design of the tilt switch.
- the inclination switch can be designed such that the ball 32 leaves its microswitch 34 contacting position only at a larger angle of inclination ⁇ and thus the centrifugal pump at a lower liquid level above the footprint 44 turns off ( Fig. 9 ).
- the lower portion 36 of the unit housing part 4b is removable after releasing a latching connection via a pushbutton 46, wherein after removal it forms a substantially formed on the unit housing part 4b plane footing 48 releases, which is aligned normal to the longitudinal axis A of the unit housing ( Fig. 6 ).
- this flat base 48 the pump unit can stand on a footprint 44 without tipping over ( Fig. 7 ) and thus without switching off.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein schwimmfähiges Pumpenaggregat mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
- Zum Stand der Technik zählen schwimmfähige Pumpen, die an der Flüssigkeitsoberfläche von Behältern und Gewässern schwimmend aus diesen Behältern oder Gewässern Flüssigkeit bzw. Wasser absaugen. Der Einsatz solcher Pumpen erweist sich dann als problematisch, wenn die Behälter oder Gewässer geschlossen ausgebildet sind und die abzusaugenden Flüssigkeiten mit Feststoffpartikeln versetzt sind. Dies ist darin begründet, dass diese Pumpen mit dem durch die Pumpenarbeit sinkenden Flüssigkeits- bzw. Wasserspiegel in einen bodennahen Bereich der Behälter oder Gewässer sinken, in dem der Feststoffpartikelanteil in der Regel erheblich erhöht ist. Hierdurch wird die Gefahr vergrößert, dass Feststoffe über die Einlassöffnungen in die Pumpen eindringen und sie verstopfen, was ggf. mit Reparaturen, zumindest aber mit aufwendigen Reinigungsarbeiten verbunden ist.
- Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, ein schwimmfähiges Pumpenaggregat zu schaffen, welches zum Einsatz in mit Feststoffpartikeln versetzten Flüssigkeiten geeignet ist, wobei die Gefahr einer Verstopfung des Pumpenaggregats zumindest erheblich verringert ist.
- Diese Aufgabe löst die Erfindung mit einem Pumpenaggregat mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, wobei sich vorteilhafte Weiterbildungen dieses Pumpenaggregats aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung ergeben.
- Das erfindungsgemäße Pumpenaggregat ist schwimmfähig und weist einen elektrischen Antriebsmotor, eine davon angetriebene Kreiselpumpe und ein den Antriebsmotor und die Kreiselpumpe aufnehmendes Aggregatgehäuse auf. Darüber hinaus weist das Pumpenaggregat mindestens eine im Schwimmzustand unter der Flüssigkeitsoberfläche angeordnete Einlassöffnung und mindestens eine Auslassöffnung auf. Gemäß der Erfindung ist das Aggregatgehäuse so ausgebildet und angeordnet, dass es bei Erreichen einer Aufstandsfläche seine Ausrichtung gegenüber der Schwimmlage verändert, wobei innerhalb des Aggregatgehäuses lagegesteuerte Schaltmittel vorgesehen sind.
- Hierbei liegt der Erfindung die Idee zugrunde, das Aggregatgehäuse des Pumpenaggregats so auszubilden und anzuordnen, dass es, wenn es wegen eines durch die Pumparbeit sinkenden Flüssigkeitsspiegels eine Aufstandsfläche, beispielsweise einen Boden eines Behälters oder den Grund eines Gewässers erreicht, dort keinen festen Stand findet, d.h. dort in keinem stabilen Gleichgewicht stehen kann, und daher seine Ausrichtung mit weiter sinkendem Flüssigkeitsspiegel ändert, wobei die Schaltmittel mit der Ausrichtungsänderung des Aggregatgehäuses auch ihre Lage ändern und das Pumpenaggregat vorzugsweise ausschalten oder in einen Zustand zu schalten, in dem solche Feststoffpartikel aufgehalten werden oder ggf. auch mitgefördert werden können. Die Ausrichtungsänderungen des Aggregatgehäuses und der darin befindlichen Schaltmittel erfolgen typischerweise, indem sich das Aggregatgehäuse gegenüber seiner Schwimmlage neigt. Die zumindest eine Einlassöffnung des Pumpenaggregats ist an dem Aggregatgehäuse zweckmäßigerweise so angeordnet, dass sie dann, wenn das Aggregatgehäuse die Aufstandsfläche erreicht, in der Flüssigkeit oberhalb eines in einem Behälter oder Gewässer zu erwartenden Bodensatzes aus Feststoffpartikeln angeordnet ist. Auf diese Weise kann mit dem erfindungsgemäßen Pumpenaggregat in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass die Kreiselpumpe in übermößigerweise Feststoffpartikel ansaugt, die das Pumpenaggregat ggf. verstopfen könnten. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Pumpenaggregats ist darin zu sehen, dass diese Ausgestaltung ein Trockenlaufen der Kreiselpumpe verhindert. Insofern weist das erfindungsgemäße Pumpenaggregat eine sehr hohe Betriebszuverlässigkeit auf.
- Damit das Aggregatgehäuse seine Ausrichtung bei Erreichen einer Aufstandsfläche gegenüber seiner Schwimmlage ändern kann, ist das Aggregatgehäuse bevorzugt derart ausgebildet, dass es um eine im Kontaktbereich zwischen dem Aggregatgehäuse und der Aufstandsfläche angeordnete Achse quer zur Auftriebrichtung der Flüssigkeit kippen kann. Nach dem Kippen kann das Aggregatgehäuse auf der Aufstandsfläche in einer stabilen Kippstellung zur flächigen Auflage kommen. Hierzu weist das Aggregatgehäuse vorteilhaft an einem im Schwimmzustand unteren Abschnitt eine Kippfläche auf. Unter der Kippfläche im Sinne der Erfindung ist die Fläche zu verstehen, mit der das Aggregatgehäuse nach dem Kippen auf der Aufstandsfläche aufliegt, wobei der Begriff Kippfläche nicht auf eine an dem Aggregatgehäuse körperlich ausgebildete Fläche beschränkt ist, sondern auch solche gedachte Flächen umfasst, die von zumindest zwei an der Außenseite des Aggregatgehäuses beabstandeten Punkten, auf denen das Aggregatgehäuse in einer Kippstellung auf der Aufstandsfläche aufliegt, gebildet ist.
- Bevorzugt ist vorgesehen, dass sich das Aggregatgehäuse in einem im Schwimmzustand unteren Abschnitt nach unten hin verjüngt. D.h., das Aggregatgehäuse läuft in diesem unteren Abschnitt nach unten hin spitz zu. So kann ein unterer Abschnitt des Aggregatgehäuses z.B. kegel- oder keilförmig ausgebildet sein, wobei die Spitze des so gebildeten Kegels oder Keils zweckmäßigerweise der Teil des Aggregatgehäuses ist, der eine Aufstandsfläche in einem Behälter oder Gewässer bei sinkendem Flüssigkeitsspiegel zuerst erreicht. Eine solche Spitze muss ausreichend stumpf sein, um ein Eindringen in die Aufstandsfläche zu verhindern, sie muss ausreichend spitz sein, um ein Kippen zu gewährleisten. Die Spitze bildet dann eine Kippachse oder Teil einer Kippachse, um die das Aggregatgehäuse gekippt werden kann. Die Außenseite des sich verjüngenden unteren Abschnitts des Aggregatgehäuses kann hierbei die Kippfläche bilden, auf der das Aggregatgehäuse nach dem Kippen auf der Aufstandsfläche aufliegt. Der untere Abschnitt des Aggregatgehäuses verjüngt sich zweckmäßigerweise derart, dass das Aggregatgehäuse ggf. nicht in einem am Behälter bzw. Gewässerboden befindlichen morastigen Untergrund in der Schwimmlage stecken bleiben kann und auf diese Weise nicht seine Ausrichtung ändern kann.
- Um ein solches Steckenbleiben des in Schwimmlage unteren Abschnitts des Aggregatgehäuses zu verhindern, ist das untere Ende dieses Abschnitts des Aggregatgehäuses vorteilhaft abgeflacht oder abgerundet ausgebildet. In diesem Zusammenhang sieht eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Pumpenaggregats vor, die Unterseite des Aggregatgehäuses konvex gewölbt auszubilden. Das Aggregatgehäuse kann sich z.B. an dem in Schwimmlage unteren Abschnitt kalottenförmig verjüngen und um den Scheitelpunkt seiner Wölbung gekippt werden. Hier kann die Außenseite des gewölbten Bereichs einen Teil der Kippfläche bilden, die auf eine Aufstandsfläche zur Auflage kommt.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Pumpenaggregats kann an der Unterseite des Aggregatgehäuses ein vorzugsweise nach unten gerichteter Vorsprung ausgebildet sein. Dieser Vorsprung ist zweckmäßigerweise derart angeordnet und ausgebildet, dass er bei einem in einem Behälter oder Gewässer absinkenden Pumpenaggregat zuerst eine dort ausgebildete Aufstandsfläche erreicht, wobei das Aggregatgehäuse dann um das freie Ende dieses Vorsprungs beim weiteren Absinken kippt. In diesem Fall wird die Kippfläche des Aggregatgehäuses typischerweise von einer imaginären Fläche gebildet, auf der das freie Ende des Vorsprungs und zumindest ein weiterer, von dem Vorsprung beabstandeter Punkt der Außenseite des Aggregatgehäuses liegen. Besonders vorteilhaft ist der Vorsprung an der Unterseite des Aggregatgehäuses derart angeordnet, dass er in der Schwimmlage des Pumpenaggregats in Richtung der Flüssigkeitsoberfläche beabstandet von dem Schwerpunkt des Pumpenaggregats ist, sodass das Gewicht des Pumpenaggregates dann, wenn der Vorsprung die Aufstandsfläche erreicht hat, ein Kippmoment auf das Pumpenaggregat ausübt. Hierdurch wird erreicht, dass das Aggregatgehäuse immer zu der gleichen Seite kippt. Dementsprechend weist das Aggregatgehäuse bei dieser Ausgestaltung eine eindeutig definierte Kippfläche auf.
- Als lagegesteuertes Schaltmittel ist bevorzugt ein Neigungsschalter vorgesehen, der derart ausgebildet und angeordnet ist, dass er die Kreiselpumpe bei einer von der Ausrichtung im Schwimmzustand abweichenden Ausrichtung des Aggregatgehäuses ausschaltet. Der Neigungsschalter kann ein in dem Schalter beweglich gelagertes Bauteil aufweisen, wobei das Bauteil derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es in der Schwimmlage des Pumpenaggregats den Neigungsschalter in eine die Kreiselpumpe einschaltende Stellung stellt und bei einer Ausrichtungsänderung des Aggregatgehäuses seine Lage verändert und hierdurch den Neigungsschalter in eine die Kreiselpumpe ausschaltende Stellung schaltet. Damit das in dem Neigungsschalter beweglich angeordnete Bauteil eine gute Beweglichkeit aufweist, ist es vorteilhafterweise rollend und vorzugsweise als Kugel ausgebildet.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Aggregatgehäuse in einem im Schwimmzustand oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche angeordneten Bereich zumindest eine senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche ausgerichtete Auslassöffnung auf. Diese Auslassöffnung kann an einem Anschluss ausgebildet sein, der zur Befestigung einer Schlauchleitung vorgesehen ist, mit der die Flüssigkeit aus einem Behälter oder Gewässer abgeleitet werden kann. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Pumpenaggregat mit einer derart angeordneten Auslassöffnung beispielsweise auch einen Springbrunnen bilden. Hierzu kann das Pumpenaggregat schwimmend in einen Bassin oder einen Teich eingesetzt werden und bei eingeschalteter Kreiselpumpe einen aus der Auslassöffnung austretenden Wasserstrahl, der sich senkrecht zur Wasseroberfläche erstreckt, erzeugen.
- In Abhängigkeit von dem in einem Behälter zur Verfügung stehenden Raumangebot kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Auslassöffnung an anderer Stelle des Aggregatgehäuses ggf. mit einer anderen Ausrichtung ausgebildet ist. So kann das erfindungsgemäße Pumpenaggregat vorteilhaft zumindest eine Auslassöffnung aufweisen, die im Schwimmzustand im Wesentlichen parallel oder auch schräg zur Flüssigkeitsoberfläche ausgerichtet ist.
- Besonders vorteilhaft weist das Aggregatgehäuse zumindest zwei Auslassöffnungen auf, wobei wahlweise eine der beiden Auslassöffnungen mit der Druckseite der Kreiselpumpe leitungsverbindbar ist. Dementsprechend sind Mittel vorgesehen, mit denen ein Strömungspfad von dem Ausgang der Pumpe zu einer Auslassöffnung verschließbar ist, während der Strömungspfad zu der anderen Auslassöffnung geöffnet wird. In diesem Zusammenhang können beispielsweise 3/2 - Wegeventil eingesetzt werden.
- Um das erfindungsgemäße Pumpenaggregat ggf. auch dazu benützen zu können, einen Behälter nahezu vollständig zu entleeren, ist bevorzugt ein die Kippfläche bildender Teil des Aggregatgehäuses abnehmbar ausgebildet und überdeckt eine an dem Pumpenaggregat ausgebildete Standfläche. Bei dieser Ausgestaltung muss lediglich der die Kippfläche bildende Teil des Aggregatgehäuses, der beispielsweise über Rastverbindung mit dem übrigen Aggregatgehäuse verbunden ist, gelöst werden, wonach das Pumpenaggregat mit der dann freigelegten Standfläche auf einer in einem Behälter oder Gewässer ausgebildeten Aufstandsfläche stehen kann, ohne seine Ausrichtung und damit seine Schaltstellung zu verändern.
- Damit das erfindungsgemäße Pumpenaggregat im Schwimmzustand nicht seine Position an der Flüssigkeitsoberfläche ändert, kann vorteilhaft an dem im Schwimmzustand unteren Abschnitt des Aggregatgehäuses ein Befestigungsmittel ausgebildet sein. Bei dem Befestigungsmittel kann es sich z.B. um eine Lasche oder Öse handeln, an der beispielsweise ein Bodenanker befestigt werden kann.
- In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Pumpenaggregat Handhabungsgriffe auf. Diese Handhabungsgriffe können an der Außenseite des Aggregatgehäuses angeordnet sein oder von dem Aggregatgehäuse selbst, z.B. in Form von an dem Aggregatgehäuse ausgebildeten Hinterschneidungen gebildet sein.
- Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- ein schwimmfähiges Pumpenaggregat in einer Seitenansicht,
- Fig. 2
- das Pumpenaggregat nach
Fig. 1 in einer zweiten Seitenansicht, - Fig. 3
- das Pumpenaggregat nach
Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht, - Fig. 4
- das Pumpenaggregat nach
Fig. 1 in einer gegenüberFig. 3 um 180° gedrehten perspektivischen Ansicht, - Fig. 5
- das Pumpenaggregat nach
Fig. 1 im Längsschnitt, - Fig. 6
- das Pumpenaggregat nach
Fig. 1 mit einem abgenommenen unteren Abschnitt des Aggregatgehäuses, - Fig. 7
- das Pumpenaggregat nach
Fig. 6 auf einer Aufstandsfläche stehend, - Fig. 8
- das Pumpenaggregat nach
Fig. 1 in einer ersten gekippten Stellung und - Fig. 9
- das Pumpenaggregat nach
Fig. 1 in einer zweiten gekippten Stellung. - Das in der Zeichnung dargestellte Pumpenaggregat weist ein Aggregatgehäuse 2 auf. Das Pumpenaggregat ist schwimmfähig ausgebildet, wobei im Schwimmzustand ein Aggregatgehäuseteil 4a größtenteils oberhalb einer Flüssigkeitsoberfläche 6 angeordnet ist, während ein Aggregatgehäuseteil 4b vollständig in die Flüssigkeit eingetaucht ist. Zur Herstellung der Schwimmfähigkeit sind in dem Aggregatgehäuseteil 4a mit Luft gefüllte Auftriebskammern 7a, 7b ausgebildet (
Fig. 5 ). Die Gewichtsverteilung in dem Pumpenaggregat ist derart, dass eine Längsachse A des Aggregatgehäuses 2 in Schwimmlage des Pumpenaggregats im Wesentlichen senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche 6 ausgerichtet ist. - Die Aggregatgehäuseteile 4a und 4b sind im Wesentlichen rotationssymmetrisch zur Längsachse A ausgebildet. Das Aggregatgehäuse 4a weist einen größeren Außendurchmesser als das Aggregatgehäuseteil 4b auf, wobei an dem Aggregatgehäuseteil 4a an seinem über den Außendurchmesser des Aggregatgehäuseteils 4b auskragenden Bereich eine Hinterschneidung 9 ausgebildet ist (
Fig. 4 ). In dieser Hinterschneidung sind, über den Umfang verteilt, Griffe 11 zur Handhabung des Pumpenaggregats angeordnet. - An dem Aggregatgehäuseteil 4b sind in zwei, in Richtung der Längsachse A voneinander beabstandeten Reihen Einlassöffnungen 8 über den gesamten Umfang des Aggregatgehäuseteils 4b verteilt angeordnet. An dem Aggregatgehäuseteil 4a sind zwei Auslassstutzen 10 und 12 ausgebildet, die die Auslassöffnungen des Pumpenaggregats bilden. Der Auslassstutzen 10 erstreckt sich an dem Aggregatgehäuseteil 4a konzentrisch zur Längsachse A nach außen, während sich der Auslassstutzen 12 radial zu dieser Längsachse A in einem Bereich des Aggregatsgehäuseteils 4a nach außen erstreckt, der im Schwimmzustand des Pumpenaggregats unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche 6 liegt. Die Auslassstutzen 10 und 12 sind jeweils mit Außengewinden versehen, sodass Schlauchleitungen gegebenenfalls über Standardkupplungen an diesen Auslassstutzen angeschlossen werden können. Die Auslassöffnung des Auslassstutzens 10 ist von einer auf den Auslassstutzen 10 aufgeschraubten Verschlusskappe 14 verschlossen. Mit dieser Verschlusskappe 14 kann wahlweise auch die Auslassöffnung des Auslassstutzens 12 verschlossen werden.
- In dem Aggregatgehäuseteil 4b ist eine von einem elektrischen Antriebsmotor 16 angetriebene Kreiselpumpe mit einem Laufrad 20 angeordnet. Zur Stromversorgung des Antriebsmotors 16 ist an der Außenseite des Aggregatgehäuseteils 4b ein elektrischer Anschluss 21 angeordnet, an den ein Stromversorgungs- und Steuerkabel anschließbar ist.
- Von der Kreiselpumpe kann Flüssigkeit aus einem Behälter oder Gewässer durch die Einlassöffnungen 8 und von dort über einen mit einem Richtungspfeil B gekennzeichneten Strömungspfad zu dem Pumpeneingang angesaugt werden.
- Ein Teil des Strömungspfads ausgangsseitig der Kreiselpumpe wird von einem hauptsächlich in dem Aggregatgehäuseteil 4a angeordneten Drehschieberventil 20 gebildet. Das Drehschieberventil 20 weist einen durchströmbaren hohlzylindrischen Drehschieber 22 auf, der an seiner Umfangsseite eine erste Ausnehmung 24 und eine zweite Ausnehmung 26 aufweist. Die Lage der Ausnehmung 24 korrespondiert mit dem Strömungskanal durch den Auslassstutzen 12, während die Lage der Ausnehmung 26 mit der Lage eines zu dem Auslassstutzen 10 führenden Strömungskanal korrespondiert. Der Drehschieber ist in dem Aggregatgehäuseteil 4a drehbeweglich gelagert. Die Ausnehmungen 24 und 26 sind in Umfangsrichtung um einen Winkel von 90° zueinander versetzt angeordnet. Über ein außenseitig des Aggregatgehäuseteils 4a angeordnetes Bedienteil 28, das mit dem Drehschieber 20 fest verbunden ist, kann der Drehschieber 20 in eine erste Stellung verdreht werden, in der die Ausnehmung 24 einen Strömungspfad in den Auslassstutzen 12 freigibt, gleichzeitig aber der Strömungspfad zu dem Auslassstutzen 10 verschlossen wird. Der in dieser Stellung des Drehschiebers entstehende Strömungspfad von dem Ausgang der Kreiselpumpe zu der an dem Auslassstutzen 12 ausgebildeten Auslassöffnung ist in
Fig. 3 durch den Richtungspfeil C gekennzeichnet. In einer um 90° verdrehten Stellung des Drehschiebers 20 wird der Strömungspfad zu dem Auslassstutzen 12 verschlossen und der Strömungspfad zu dem Auslassstutzen 10 freigegeben. - In Schwimmlage des Pumpenaggregats oberhalb des elektrischen Antriebsmotors 16 ist ein Neigungsschalter angeordnet, der eine schalenförmige Lauffläche 30, eine Kugel 32 und einen Mikroschalter 34 aufweist. Der Mikroschalter 34 ist in Schwimmlage des Pumpenaggregats unterhalb einer an der Lauffläche 30 ausgebildeten Ausnehmung angeordnet. In der Schwimmlage liegt die metallische Kugel 32, die als Voll- oder Hohlkugel ausgebildet sein kann, oberhalb der Ausnehmung der Lauffläche 30 und drückt auf den Mikroschalter 34, der hierdurch in eine Schaltstellung gestellt wird, in der die Kreiselpumpe eingeschaltet ist. Verändert sich die Ausrichtung des Aggregatgehäuses 2 quer zu seiner Längsachse A, rollt die Kugel 32 auf der Lauffläche 30 von der Ausnehmung weg nach außen und drückt demgemäß nicht mehr auf den Mikroschalter 34, der hierdurch in eine die Kreiselpumpe ausschaltende Stellung schaltet.
- Das Aggregatgehäuseteil 4b verjüngt sich in Schwimmlage nach unten zunächst konisch und geht dann in einen unteren Abschnitt 36 über, der kalottenförmig konvex nach außen gewölbt ist. An der Außenseite dieses Abschnitts 36 des Aggregatgehäuseteils 4b erstreckt sich konzentrisch zur Längsachse A des Aggregatgehäuses 2 ein Vorsprung 38 nach außen. An diesem Vorsprung 38 ist eine Ausnehmung 40 ausgebildet, die so eine Lasche bildet. Diese Lasche bildet ein Befestigungsmittel mit dem das schwimmende Pumpenaggregat mittels eines Seils oder einer Kette an dem Boden eines Behälters oder Gewässers befestigt werden kann, so dass es im Schwimmzustand nicht mehr seine Lage ändern kann. Darüber hinaus weist das Aggregatgehäuseteil 4a an seinem Außenumfang verteilt ebenfalls eine Vielzahl von Befestigungslaschen 42 auf, mittels derer das Pumpenaggregat ebenfalls über Seile oder Drähte festgelegt werden kann.
- Das Pumpenaggregat schwimmt in einem Behälter oder Gewässer in einer Schwimmlage, in der die Längsachse A des Aggregatgehäuses 2 senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche 6 ausgerichtet ist. In dieser Schwimmlage ist die Kugel 32 des Neigungsschalters direkt oberhalb der an der Lauffläche 30 ausgebildeten Ausnehmung angeordnet und drückt den unterhalb der Ausnehmung angeordneten Mikroschalter 34 in eine die Kreiselpumpe einschaltende Schaltstellung. Demzufolge fördert die Kreiselpumpe Flüssigkeit aus dem Behälter bzw. Gewässer. Hierdurch sinkt die Flüssigkeitsoberfläche 6 des Behälters bzw. Gewässers und damit das Pumpenaggregat bis der an dem unteren Abschnitt 36 des Aggregatgehäuseteils 4b angeordnete Vorsprung 38 eine am Grund des Behälters bzw. Gewässers ausgebildete Aufstandsfläche 44 kontaktiert. Das Pumpenaggregat findet auf der Aufstandsfläche 44 keinen festen Stand und kippt über eine Kante des Vorsprungs 38 quer zu der Längsachse A des Aggregatgehäuses 2 zur Seite (
Fig. 8 und 9 ) Hierbei bilden die Kante des Vorsprungs 38 und ein Bereich des unteren Abschnitts 36 des Aggregatgehäuseteils 4b eine Kippfläche, auf der das Pumpenaggregat auf der Aufstandsfläche 44 aufliegt. Bei einem bestimmten Kippwinkel α bewegt sich die Kugel 32 des Neigungsschalters auf der Lauffläche 30 von der daran ausgebildeten Ausnehmung weg nach außen und kontaktiert so nicht mehr den Mikroschalter 34, der daraufhin die Kreiselpumpe ausschaltet. In welcher Höhe der Flüssigkeitsoberfläche 6 über der Aufstandsfläche 44 die Kreiselpumpe von dem Neigungsschalter ausgeschaltet wird ist maßgeblich von der Ausgestaltung des Neigungsschalters bestimmt. So kann der Neigungsschalter derart ausgebildet sein, dass die Kugel 32 ihre den Mikroschalter 34 kontaktierende Stellung erst bei einem größeren Neigungswinkel α verlässt und so die Kreiselpumpe bei einer geringeren Flüssigkeitshöhe über der Aufstandsfläche 44 ausschaltet (Fig. 9 ). - Um mit dem erfindungsgemäßen Pumpenaggregat Behälter oder Gewässer nahezu vollständig zu entleeren, ist der untere Abschnitt 36 des Aggregatgehäuseteils 4b nach Lösen einer Rastverbindung über einen Druckknopf 46 abnehmbar ausgebildet, wobei er nach dem Abnehmen eine an dem Aggregatgehäuseteil 4b ausgebildete im Wesentlichen ebene Standfläche 48 freigibt, die normal zur Längsachse A des Aggregatgehäuses ausgerichtet ist (
Fig. 6 ). Mit dieser ebenen Standfläche 48 kann das Pumpenaggregat auf einer Aufstandsfläche 44 stehen, ohne umzukippen (Fig. 7 ) und damit ohne abzuschalten. -
- 2
- Aggregatgehäuse
- 4a, 4b
- Aggregatgehäuseteil
- 6
- Flüssigkeitsoberfläche
- 7a, 7b
- Auftriebskammer
- 8
- Einlassöffnung
- 9
- Hinterschneidung
- 10
- Auslassstutzen
- 11
- Griff
- 12
- Auslassstutzen
- 14
- Verschlusskappe
- 16
- Antriebsmotor
- 18
- Laufrad
- 20
- Drehschieberventil
- 21
- Anschluss
- 22
- Drehschieber
- 24
- Ausnehmung
- 26
- Ausnehmung
- 28
- Bedienteil
- 30
- Lauffläche
- 32
- Kugel
- 34
- Mikroschalter
- 36
- Abschnitt
- 38
- Vorsprung
- 40
- Ausnehmung
- 42
- Befestigungslaschen
- 44
- Aufstandsfläche
- 46
- Druckknopf
- 48
- Standfläche
- A
- Längsachse
- B
- Richtungspfeil
- C
- Richtungspfeil
- α
- Kippwinkel
Claims (12)
- Schwimmfähiges Pumpenaggregat mit einem elektrischen Antriebsmotor (16), mit einer davon angetriebenen Kreiselpumpe und mit einem diese aufnehmenden Aggregatgehäuse (2), mit mindestens einer im Schwimmzustand unter der Flüssigkeitsoberfläche (6) angeordneten Einlassöffnung (8) und mit mindestens einer Auslassöffnung (10, 12), dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregatgehäuse (2) so ausgebildet und angeordnet ist, dass es bei Erreichen einer Aufstandsfläche (44) seine Ausrichtung gegenüber der Schwimmlage verändert und dass innerhalb des Aggregatgehäuses (2) lagegesteuerte Schaltmittel vorgesehen sind.
- Pumpenaggregat nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregatgehäuse (2) an einem im Schwimmzustand unteren Abschnitt eine Kippfläche aufweist.
- Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Aggregatgehäuse (2) in einem im Schwimmzustand unteren Abschnitt nach unten hin verjüngt.
- Pumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite des Aggregatgehäuses (2) konvex gewölbt ausgebildet ist.
- Pumpenaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des Aggregatgehäuses (2) ein Vorsprung (38) ausgebildet ist.
- Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Schaltmittel ein Neigungsschalter vorgesehen ist, welcher derart ausgebildet und angeordnet ist, dass er die Kreiselpumpe bei einer von der Ausrichtung im Schwimmzustand abweichenden Ausrichtung des Aggregatgehäuses (2) ausschaltet.
- Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregatgehäuse (2) in einem im Schwimmzustand oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche (6) angeordneten Bereich zumindest eine senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche (6) ausgerichtete Auslassöffnung (10) aufweist.
- Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregatgehäuse (2) zumindest eine im Schwimmzustand im Wesentlichen parallel zur Flüssigkeitsoberfläche (6) ausgerichtete Auslassöffnung (12) aufweist.
- Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregatgehäuse (2) zumindest zwei Auslassöffnungen (10, 12) aufweist, wobei wahlweise eine der beiden Auslassöffnungen (10, 12) mit der Druckseite der Kreiselpumpe strömungsverbindbar ist.
- Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Kippfläche bildender Teil (36) des Aggregatgehäuses (2) abnehmbar ausgebildet ist und eine an dem Pumpenaggregat ausgebildete Standfläche (48) überdeckt.
- Pumpenaggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem im Schwimmzustand unteren Abschnitt (36) des Aggregatgehäuses (2) ein Befestigungsmittel ausgebildet ist.
- Pumpenaggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenaggregat Handhabungsgriffe (11) aufweist.
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