EP2376786A2 - Device for connecting an electric motor drive unit to a pump unit - Google Patents

Device for connecting an electric motor drive unit to a pump unit

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Publication number
EP2376786A2
EP2376786A2 EP10700707A EP10700707A EP2376786A2 EP 2376786 A2 EP2376786 A2 EP 2376786A2 EP 10700707 A EP10700707 A EP 10700707A EP 10700707 A EP10700707 A EP 10700707A EP 2376786 A2 EP2376786 A2 EP 2376786A2
Authority
EP
European Patent Office
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pump unit
drive unit
lantern
unit
sensor
Prior art date
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Granted
Application number
EP10700707A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2376786B1 (en
Inventor
Olivier Triahn
Laurent Costaouec
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Wilo SE
Original Assignee
Wilo SE
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Publication date
Application filed by Wilo SE filed Critical Wilo SE
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Application granted granted Critical
Publication of EP2376786B1 publication Critical patent/EP2376786B1/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/021Units comprising pumps and their driving means containing a coupling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0686Mechanical details of the pump control unit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0088Testing machines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories

Definitions

  • the invention relates to a device for connecting an electromotive drive unit with a pump unit, with a lantern, which surrounds mechanical connection means for driving the pump unit by the drive unit and to which at one end the drive unit and at an axially opposite end side, the pump unit at least indirectly connected.
  • the lantern connects the pump unit to the drive unit mechanically in the manner of a block construction.
  • the lantern is a sleeve-shaped component, which surrounds drive means, wherein the drive means are at one end rotatably connected to the pump unit and the other end rotatably connected to the drive unit.
  • the connection between the lantern and the pump unit on the one hand and the drive unit on the other hand is usually done by flanges.
  • the pump axis, the drive shaft of the drive unit and the axis of the lantern are aligned with each other so that they lie on a common line.
  • the impeller driving shaft is usually a mechanical seal, in particular a mechanical seal used.
  • the mechanical seal is surrounded by the pumped liquid in the operation of the pump, which acts on the one hand as a lubricant for the mechanical seal on the other hand, but also as a coolant.
  • EP 1 510 698 A2 discloses a dry run protection for a drive electric motor and a pump, comprising a pipe fitting connected to the pump housing with a fluid detector in the form of a capacitive level switch.
  • the pipe fitting comprises a solenoid valve for actuating a vent, wherein the solenoid valve and fluid detector are connected together to an electronics, the operating state displays and their spatial arrangement, regardless of the location of the pump system, although freely selectable, but is preferably arranged spatially separated from the dry run protection on the pump ,
  • Another disadvantage of a decentralized monitoring electronics is that a pump technician does not see a BethebsShsan Attache the monitoring electronics on the one hand and the pump unit on the other hand at the same time. Rather, he needs to switch back and forth to check the electronics and the unit between them.
  • a verification of the fault conditions displayed on the monitoring electronics with the actually applied to the pump unit state is not possible because of the decentralized arrangement, as displayed on the monitoring electronics fault conditions can not be checked by a visual inspection of the pump unit or a review of the same for acoustic abnormalities, if the pump technician located in the monitoring center or on the control cabinet.
  • An arrangement of a monitoring electronics on the motor housing would lead to various disadvantages.
  • the monitoring electronics would be exposed to the waste heat generated by the engine, which damages the individual components, in particular leads to a faster aging of the same.
  • the strong electromagnetic field of the electric motor significantly influences the measurement data processing of the monitoring electronics.
  • high requirements for shielding the electromagnetic field of the electric motor would also be necessary here. This also leads to significantly higher costs and a much higher technical Effort for the structural design of the monitoring electronics.
  • Another disadvantage of the arrangement of a monitoring electronics on the motor housing is necessary for the monitoring electronics space. Pump units are often placed in particularly difficult to reach places and especially in confined spaces. Furthermore, in the arrangement of several pump units side by side of the available space is severely limited. A monitoring electronics receiving housing on the motor housing would protrude radially from this and thus make the installation of such a pump unit in a confined space impossible depending on the arrangement on the motor housing.
  • a device for connecting an electromotive drive unit to a pump unit, which comprises a lantern, which surrounds the mechanical connection means for driving the pump unit by the drive unit and at least one of the drive unit and at the axially opposite end of the pump unit at least indirectly, wherein on or in the lantern a monitoring electronics for detecting the operating state of the pump and / or the Drive unit is arranged.
  • a particular advantage of this device is its independence from the motor model used for the electric motor drive unit.
  • a standard motor can be used without this having to have special fastening means or electrical contact means for the monitoring electronics.
  • the pump unit is therefore qualified in a modular design that allows easy replacement of the unit components.
  • the monitoring electronics Due to the arrangement of the monitoring electronics in or on the lantern of a pump unit considered in the radial direction to the drive axis of the pump unit no additional space required. This results from the fact that the device is arranged axially between the drive unit and the pump unit.
  • the connection between the device according to the invention and the drive unit on the one hand and the device and the drive unit on the other hand can be done by mounting flanges.
  • the lantern In its internal structure, the lantern is set back from the outer dimensions of the flanges in the radial direction. As a result, sufficient space is provided in the area between the lantern and the diameter of the flanges in the radial direction for the reception of the monitoring device forming electrical and electronic components.
  • the monitoring electronics are therefore preferably designed such that they do not protrude substantially beyond the diameter of the flanges in the radial direction.
  • a pump unit designed with such a device can be installed in particular in those installation situations in which the available installation space in the radial direction is just a little larger than the maximum flange diameter.
  • the lantern is sleeve-shaped and arranged between the drive unit and the pump unit. Through them run mechanical drive means by means of which the drive unit drives the pump unit. These connecting means may be formed for example by a rigid connection, alternatively by a clutch or a transmission. Because the lantern is located between the drive unit and pump unit, the monitoring electronics between the pump unit and the drive unit is arranged.
  • the monitoring electronics or a housing enclosing them is not arranged on the outer peripheral surface of the electric motor housing or on the pump unit and thus substantially in the radial direction does not protrude beyond the diameter of the mounting flange, which connects the drive unit with the device.
  • the advantage of the arrangement of the monitoring electronics in or on the lantern is in addition to the reduced space requirement in that the monitoring electronics on the one hand thermally away from the waste heat generating drive unit and possibly a hot liquid pump unit and spaced on the other hand is also electromagnetically spaced from the stray fields of the drive unit, so that related interference can be minimized and appropriate shielding measures can be low.
  • the direct arrangement of the monitoring unit in or on the lantern connecting the drive unit and the pump unit furthermore has the advantage that no additional electrical lines need to be laid to a remote monitoring center or a control cabinet. As a result, significant costs and labor can be saved. Moreover, when checking the pump unit, the pump technician has the option of verifying this on the pump unit itself in addition to the operating status displayed on the monitoring electronics.
  • the monitoring electronics can be connected to detect the operating state with a sensor arrangement comprising at least one sensor.
  • the sensor detects a physical operating variable of the pump unit or the drive unit, on the basis of which the operating state of the pump unit can be derived.
  • the electronics may preferably have a measurement data processing for processing the measurement signals of the sensor arrangement. The measured signals detected by the sensor arrangement can thus be processed and evaluated directly in the monitoring electronics.
  • the lantern may be enclosed by a housing, wherein the electronics are arranged within the housing.
  • the housing protects the electronics and shields them from the outside.
  • the device can be made particularly compact.
  • the housing may be cylindrical and have substantially the same dimensions in diameter as the mounting flanges.
  • the housing surrounding the lantern may alternatively also be rectangular in cross-section with rounded edges and concave in the radial direction, i. be shaped slightly outwardly curved side surfaces, so that the housing of the device may protrude in places slightly beyond the diameter of the drive unit with the device connecting mounting flange. This increases the space available for the electronics and sensors within the device. Furthermore, the device is visually appealing and compact.
  • the first sensor may be a pressure sensor for detecting the pressure within the lantern or the pump unit, whereby a pressure drop can be detected within the lantern or the pump unit, which is an indication of an incipient dry run, namely, if the fluid level within the pump unit
  • the pressure sensor may be a first sensor of a differential pressure sensor and, for example, detect the pressure-side pressure of the pump unit, wherein a further pressure sensor may be provided which the suction-side pressure of the pump unit
  • the entirety of the two pressure sensors is referred to below as the differential pressure sensor.
  • the sensor assembly may include a second sensor that is a first temperature sensor for sensing the temperature of a mechanical seal within the lantern or pump unit.
  • the mechanical seal may in particular be a mechanical seal, wherein the temperature sensor is preferably arranged in the region of this mechanical seal for detecting its temperature.
  • the combined use of a temperature sensor and a pressure sensor leads to a reliable dry run detection in the monitoring electronics, which can also indicate the failure of a dry run when in existence.
  • the sensor arrangement can have a vibration sensor which is in mechanical connection with the pump unit, the device according to the invention and / or the drive unit. It may preferably be designed as an acceleration sensor and detect mechanical vibrations on the pump unit.
  • a vibration sensor can be determined whether, for example, a bearing damage or in the other rotating components imbalance is present, which leads to mechanical vibrations of the pump unit.
  • Such vibrations not only cause an unpleasant noise but also represent a significant mechanical load on all components of the pump unit, which significantly reduces the life of these components. Vibrations can also be caused by installation errors, namely, when the individual components of the pump unit are not optimally aligned with each other. If the vibrations are initially low, incipient mechanical wear on the rotating mechanical components, in particular on the bearings, can be detected and displayed on the monitoring electronics.
  • the sensor arrangement may further comprise a speed and / or a direction of rotation sensor.
  • the monitoring electronics can thus monitor the speed and / or the direction of rotation of the drive unit or the pump unit.
  • it may also intervene in the control of the drive unit based on an evaluation of a rotational speed measurement or a rotational direction sensor value in order to prevent damage to the pump unit. For example, as a result of the penetration of a foreign body into the pump chamber, the impeller could be blocked.
  • the drive unit would then apply their maximum available torque, which can lead to overheating of the drive unit and in the worst case to destruction of the pump set. Through a speed monitoring this case of a pump blockage can be reliably detected and brought by means of the monitoring electronics to the display.
  • the sensor arrangement may have a second temperature sensor for detecting the ambient temperature inside or outside the device. This can be detected, for example, that or when the pumped pump medium or the temperature of the room within which the pump unit is placed, reaches an unacceptably high value, which can lead to damage to individual components of the pump unit.
  • the second temperature sensor By means of the second temperature sensor, an unacceptable thermal stress on the components of the pump unit can be detected in good time by the monitoring electronics and also displayed.
  • the measurement data processing is microprocessor-controlled.
  • the measured data processing can be set up to generate one or more operating state signals of the drive unit and / or the pump unit from the measuring signal of the sensor or the measuring signals of the sensors.
  • the monitoring electronics can have a memory which is associated with the measurement data processing. Measured sensor values can be stored in this memory and made available for the measurement data processing. Furthermore, operating state signals generated by the measurement data processing or operating state values representing these operating state signals can also be stored in the memory, so that they can be read out of the monitoring electronics at a later time by a pump technician. In this way, the pump technician can be told a history of the operating conditions of the pump unit, so that this can determine the cause of a pump failure or pump damage or early detect such.
  • the display means may be formed for example by light-emitting diodes or by a display.
  • the device has a communication interface for the remote transmission of data.
  • the transferable data may be operating state, measurement or control data.
  • data can be read out of the memory via the communication interface, ie the current operating state or operating states of the pump set lying in the past can be queried. It is also possible via such a communication interface to specify operating parameters for the pump unit, for example one Speed specification or limit value specification.
  • Both a remote reading and a remote control and / or remote maintenance can take place via the communication interface.
  • a communication interface for example, a CAN BUS interface or an infrared interface can be used.
  • this has an electrical power supply for supplying the electronics, wherein the power supply may include a voltage converter.
  • the power supply may include a voltage converter.
  • Figure 1 schematic representation of an inventive
  • Figure 2a Section A-A through the device of Figure 1
  • Figure 2b Alternative embodiment of the device of Figure 1 with a
  • the device 3 comprises a lantern 4, within which not shown mechanical connecting means for driving an impeller within a pump chamber of the pump unit 2 are rotatably arranged by the drive unit 1.
  • the pump unit 2 has a suction side 6 and a pressure side 7.
  • the lantern 4 is sleeve-shaped, is formed by webs 9a, which are fastened at its two ends in each case to a flange 9c, and surrounds circumferentially said connecting means.
  • the lantern comprises covering means 9b, for example in the form of a grid, in order to shield the rotating connecting means.
  • the lantern 4 is connected at its axial end faces via the flanges 9 c by means of which at one end the drive unit 1 and the other end the pump unit 2 to the lantern 4.
  • a monitoring electronics 5 for detecting the operating state of the pump unit 2 and / or the drive unit 1 is arranged.
  • the electronics 5 is limited to the outside by a housing wall 8 of the device 3.
  • the electronics 5 is thus arranged between a web 9 a of the lantern 4 and the housing wall 8 of the device 3.
  • the housing wall 8 is substantially cylindrical in cross-section, but preferably square designed with rounded edges and viewed in the radial direction slightly outwardly curved side surfaces.
  • the diameter of the housing wall 8 substantially corresponds to that of the flanges 9c or that of the electromotive drive unit 1, so that the housing wall 8 is substantially flush with the electric motor housing of the drive unit 1. However, it can also be used a smaller diameter drive unit.
  • FIG. 2a The cross section AA of the device 3 according to the invention is shown in FIG. 2a.
  • the housing wall 8 is aligned concentrically with the lantern 4. Between the lantern 4, respectively a web 9a, and the housing wall 8, the electronics 5 is arranged. It has display elements 10 for displaying the operating state of the pump unit 2 and / or the drive unit 1. Between the housing wall 8 and the lantern 4, a power supply 11 with a voltage converter 12 is arranged in the device 3 in addition, which supplies the electronics 5 with voltage.
  • FIG. 2b An alternative embodiment variant is shown in FIG. 2b. In this embodiment, the monitoring electronics 5 between the webs 9a of the lantern 4, that is arranged between the cover 9b and the housing wall 8, whereas the power supply 11 between a web 9c of the lantern 4 and the housing wall 8 is arranged.
  • a pressure sensor 14 is provided for detecting the pressure within the pumping chamber.
  • a first temperature sensor 15 is arranged in the region of a mechanical seal. This is also metrologically connected to the monitoring electronics 5, and provides this information about the current temperature in the region of the mechanical seal.
  • a vibration sensor 13 is shown in Figure 1, which is in mechanically fixed operative connection with the lantern 4 and thus detects the mechanical vibrations on the pump unit.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the device 3 concerning the electrical and electronic components of the device 3.
  • the device 3 comprises an input side terminal side 18, with electrical inputs 19, 20 for connecting an electrical supply voltage 19 of a supply network and for a ground terminal 20. Further includes the connection side 18 terminals 21 for connecting various sensors 14, 15, 17 with the electronics 5, in particular a pressure sensor 14 for arrangement within the pump chamber, a temperature sensor 15 for arrangement in close proximity to the mechanical seal and a speed and direction indicator 17, for arrangement at the pump shaft.
  • the device 3 may further comprise an ambient temperature sensor 16 for detecting the temperature in the immediate vicinity of the lantern 4 or the housing 8 and the vibration sensor 13 arranged on the lantern 4.
  • the sensors 13, 14, 15, 16 and 17 together form the sensor arrangement 22.
  • the monitoring electronics 5 is shown in FIG.
  • the measurement data processing 23 includes individual signal processing units 23a, 23b, 23c, 23d, and 23e.
  • a first frequency signal processing unit 23a the frequency signal of the power supply voltage supplying the electronics of the power supply 11 is supplied.
  • a speed signal processing unit 23b is supplied with the measurement signal of the speed and direction sensor 17.
  • a temperature signal processing unit 23 c is supplied with the temperature measurement values of the sensors 15 and 16.
  • a dry running signal processing unit 23d is supplied with the measurement signal of the pressure sensor 14.
  • a vibration signal processing unit 23e is provided in the measurement data processing to which the measurement signal of the vibration sensor 13 is supplied.
  • the individual units 23a to 23e of the measurement data processing 23 perform a first processing and conditioning of the acquired measured values. This can be, in particular, filtering, amplification, optionally also discretization of the continuous measured values by scanning.
  • the processed measurement signals are respectively supplied to inputs of the microprocessor 24, which may be formed either as analog or digital inputs.
  • the microprocessor 24 carries out the actual monitoring of the operating state of the pump unit by comparing the current measured variables with variables valid for the normal case. If a comparison with the given values results in an impermissibly high deviation, the microprocessor 24 outputs a corresponding error message at at least one output. Furthermore, the microprocessor 24 can also output the current vibration value, the direction of rotation and / or a switching signal for actuating a relay 25 at one of its outputs.
  • the output values may be used for direct display on the display device 10. For example, two light-emitting diodes 10b or a two-color light-emitting diode 10b, for example with the colors red / green as display means, can convey a visual indication of the fault condition of the pump unit.
  • a bar graph 10b may represent the current vibration level on the pump set.
  • two light-emitting diodes 10c or a two-color light-emitting diode 10c can reproduce the direction of rotation of the pump unit on the display 10.
  • the display unit 10 also include a light emitting diode 10a that indicates whether the monitoring electronics are powered on, respectively powered or disabled. This status indicator 10a may be directly in communication with the power supply 12, alternatively connected to the microprocessor 24.
  • the relay 25 activated by the microprocessor 24 in the event of a fault can give an error message via an interface contact 28a to an interface 28 to an external signaling device, for example a control center.
  • the microprocessor 24 may include an infrared communication interface for signal transmission between the device 3 and an external device such as a portable computer or a PDA (Personal Digital Assistant).
  • the microprocessor 24 may also provide a CAN (Controller-Area Network) bus output for a CAN bus signal transmission, the interface 28 having a corresponding bus port 28b for connecting the device 3 to a CAN bus.
  • CAN Controller-Area Network
  • All of the aforementioned components are components of the device 3 and according to the invention at least partially disposed between the lantern 4 and the housing wall 8, wherein individual sensors for detecting a suitable for the determination of the operating state of the pump unit size can also be arranged within the lantern 4 or the pump unit 2 ,

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Abstract

The invention relates to a device (3) for connecting an electric motor drive unit (1) to a pump unit (2). The device comprises a lantern (4), which encloses mechanical connecting means for driving the pump unit (2) by the drive unit (1) and which is directly adjoined by the drive unit (1) on a face and by the pump unit (2) on the axially opposing face. On or in the lantern (4), a monitoring electronic unit (5) is arranged for detecting the operational state of the pump unit (2) and/or the drive unit (1). The invention further relates to a pump assembly having a device (3) of said kind, which connects the drive unit (1) to the pump unit (2) of the pump assembly.

Description

Vorrichtung zur Verbindung einer elektromotorischen Antriebseinheit mit einer Pumpeneinheit Device for connecting an electromotive drive unit with a pump unit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung einer elektromotorischen Antriebseinheit mit einer Pumpeneinheit, mit einer Laterne, welche mechanische Verbindungsmittel zum Antreiben der Pumpeneinheit durch die Antriebseinheit umgreift und an die sich an einer Stirnseite die Antriebeinheit und an einer axial gegenüberliegenden Stirnseite die Pumpeneinheit zumindest mittelbar anschließt.The invention relates to a device for connecting an electromotive drive unit with a pump unit, with a lantern, which surrounds mechanical connection means for driving the pump unit by the drive unit and to which at one end the drive unit and at an axially opposite end side, the pump unit at least indirectly connected.
Derartige Vorrichtungen sind bekannt und werden insbesondere bei Trockenläuferpumpen verwendet. Die Laterne verbindet die Pumpeneinheit mit der Antriebseinheit mechanisch in der Art einer Blockbauweise. Die Laterne stellt ein hülsenförmiges Bauteil dar, das Antriebsmittel umgreift, wobei die Antriebsmittel einerends drehfest mit der Pumpeneinheit und anderenends drehfest mit der Antriebseinheit verbunden sind. Die Verbindung zwischen der Laterne und der Pumpeneinheit einerseits respektive der Antriebseinheit andererseits erfolgt in der Regel durch Flansche. Die Pumpenachse, die Antriebswelle der Antriebseinheit und die Achse der Laterne sind dabei derart aufeinander ausgerichtet, dass sie auf einer gemeinsamen Geraden liegen.Such devices are known and are used in particular in glanded pumps. The lantern connects the pump unit to the drive unit mechanically in the manner of a block construction. The lantern is a sleeve-shaped component, which surrounds drive means, wherein the drive means are at one end rotatably connected to the pump unit and the other end rotatably connected to the drive unit. The connection between the lantern and the pump unit on the one hand and the drive unit on the other hand is usually done by flanges. The pump axis, the drive shaft of the drive unit and the axis of the lantern are aligned with each other so that they lie on a common line.
Die von der Laterne umschlossenen Verbindungsmittel können beispielsweise durch eine Kupplung, oder auch durch ein Getriebe gebildet sein, wobei die Kupplung oder das Getriebe an ihrer bzw. seiner Antriebsseite drehfest mit einer Antriebswelle der Antriebseinheit verbunden ist, und die Abtriebsseite der Kupplung oder des Getriebes drehfest mit einer Pumpenwelle verbunden ist, an deren Ende sich ein Laufrad befindet, um im Betrieb der Pumpeneinheit ein flüssiges Medium zu fördern. Zur Abdichtung des Übergangs zwischen Pumpeneinheit und Laterne im Bereich derThe connecting means enclosed by the lantern can be formed, for example, by a clutch or by a gear, wherein the clutch or the transmission is rotatably connected at its or its drive side to a drive shaft of the drive unit, and the output side of the clutch or the transmission rotationally fixed is connected to a pump shaft at the end of which is an impeller to promote a liquid medium during operation of the pump unit. To seal the transition between pump unit and lantern in the area of
CONFIRMÄΠON COPY das Laufrad antreibenden Welle wird in der Regel eine mechanische Dichtung, insbesondere eine Gleitringdichtung verwendet. Die Gleitringdichtung ist im Betrieb der Pumpe von der geförderten Flüssigkeit umgeben, welche einerseits als Schmiermittel für die Gleitringdichtung andererseits aber auch als Kühlmittel wirkt.CONFIRMÄΠON COPY the impeller driving shaft is usually a mechanical seal, in particular a mechanical seal used. The mechanical seal is surrounded by the pumped liquid in the operation of the pump, which acts on the one hand as a lubricant for the mechanical seal on the other hand, but also as a coolant.
Kommt es bei der Pumpeneinheit zu einem Trockenlauf, besteht aufgrund des Fehlens der Flüssigkeit die Gefahr, dass sich die Gleitringdichtung in Folge fehlender Schmierung stark erhitzt und bricht. Füllt sich der Pumpenraum der Pumpeneinheit anschließend erneut mit zu fördernder Flüssigkeit, kommt es wegen der undicht gewordenen Gleitringdichtung zu einer Leckage.If the pump unit runs dry, there is a risk that the mechanical seal will heat up and break as a result of the lack of lubrication due to the lack of fluid. If the pump chamber of the pump unit then refills with liquid to be pumped, leaking occurs because of the leaking mechanical seal.
Für die Detektion eines Trockenlaufs sind verschiedene Überwachungseinrichtungen bekannt. Beispielsweise offenbart die EP 1 510 698 A2 einen Trockenlaufschutz für einen Antriebs- Elektromotor und eine Pumpe, umfassend eine sich an das Pumpengehäuse anschließende Rohrarmatur mit einem Fluiddetektor in Gestalt eines kapazitiven Niveauschalters. Die Rohrarmatur umfasst ein Magnetventil zur Betätigung einer Entlüftung, wobei Magnetventil und Fluiddetektor gemeinsam an eine Elektronik angeschlossen sind, die Betriebszustandsanzeigen aufweist und deren räumliche Anordnung unabhängig vom Standort des Pumpensystems zwar frei wählbar ist, vorzugsweise jedoch räumlich getrennt von dem Trockenlaufschutz an der Pumpe angeordnet ist.Various monitoring devices are known for the detection of a dry run. For example, EP 1 510 698 A2 discloses a dry run protection for a drive electric motor and a pump, comprising a pipe fitting connected to the pump housing with a fluid detector in the form of a capacitive level switch. The pipe fitting comprises a solenoid valve for actuating a vent, wherein the solenoid valve and fluid detector are connected together to an electronics, the operating state displays and their spatial arrangement, regardless of the location of the pump system, although freely selectable, but is preferably arranged spatially separated from the dry run protection on the pump ,
Der Nachteil einer derart dezentral, beispielsweise innerhalb einer Überwachungszentrale oder in einem Schaltschrank fernab des Pumpenaggregats angeordneten Überwachungselektronik besteht darin, dass zusätzliche elektrische Leitungen zwischen dem Pumpenaggregat und der Überwachungselektronik verlegt werden müssen. Dies ist teuer und aufwendig. Ferner ist zu beachten, dass die Leitungen mechanisch beschädigt werden könnten, beispielsweise durch Einknickungen oder Quetschungen bei nicht fachgerechter Verlegung oder durch Bisse von Tieren. Darüberhinaus können elektromagnetische Einkopplungen in die Leitungen die Datenübertragung durch diese negativ beeinflussen. Es müssen daher ausreichend abgeschirmte Leitungen verwendet werden, welche wiederum zu höheren Kosten führen. Schließlich ist auch zu beachten, dass die Anschlusskontakte zwischen Pumpenaggregat und Leitungen einerseits und der Überwachungselektronik und der Leitung andererseits durch mechanische Belastung oder Korrosion beeinträchtigt werden können, so dass auch hier eine Fehlerquelle bei der Übertragung vorliegen könnte. Derartige Fehlerquellen in der Datenübertragung können einerseits zu Fehlalarmen andererseits dazu führen, dass fehlerhafte Betriebszustände nicht erkannt werden. In diesem Fall wäre eine Überwachung des Betriebszustandes der Pumpen- respektive der Antriebseinheit überflüssig.The disadvantage of such a decentralized, for example, within a monitoring center or in a cabinet remote from the pump unit arranged monitoring electronics is that additional electrical lines between the pump unit and the monitoring electronics must be installed. This is expensive and expensive. Furthermore, it should be noted that the cables could be mechanically damaged, for example by buckling or bruising in case of improper installation or bites of animals. In addition, electromagnetic couplings into the lines can adversely affect data transmission through them. It must therefore be used sufficiently shielded lines, which in turn lead to higher costs. Finally, it should also be noted that the connection contacts between the pump unit and lines on the one hand and the On the other hand, monitoring electronics and the line can be affected by mechanical stress or corrosion, so that also here could be a source of error in the transmission. On the one hand, such sources of error in the data transmission can lead to false alarms on the other hand that erroneous operating states are not recognized. In this case, a monitoring of the operating state of the pump or the drive unit would be superfluous.
Ein weiterer Nachteil bei einer dezentral angeordneten Überwachungselektronik ist, dass ein Pumpentechniker eine Bethebszustandsanzeige der Überwachungselektronik einerseits und das Pumpenaggregat andererseits nicht zeitgleich sieht. Vielmehr muss er zur Überprüfung der Elektronik und des Aggregats zwischen diesen hin und her wechseln. Eine Verifikation der auf der Überwachungselektronik angezeigten Fehlerzustände mit dem tatsächlich beim Pumpenaggregat anliegenden Zustand ist wegen der dezentralen Anordnung nicht möglich, da an der Überwachungselektronik angezeigte Fehlerzustände nicht durch eine Inaugenscheinnahme des Pumpenaggregates oder eine Überprüfung desselben auf akustische Auffälligkeiten geprüft werden können, wenn sich der Pumpentechniker in der Überwachungszentrale oder am Schaltschrank befindet.Another disadvantage of a decentralized monitoring electronics is that a pump technician does not see a Bethebszustandsanzeige the monitoring electronics on the one hand and the pump unit on the other hand at the same time. Rather, he needs to switch back and forth to check the electronics and the unit between them. A verification of the fault conditions displayed on the monitoring electronics with the actually applied to the pump unit state is not possible because of the decentralized arrangement, as displayed on the monitoring electronics fault conditions can not be checked by a visual inspection of the pump unit or a review of the same for acoustic abnormalities, if the pump technician located in the monitoring center or on the control cabinet.
Im Allgemeinen ist es bekannt, eine Elektronik zur Steuerung der Antriebseinheit in einem Gehäuse anzuordnen, welches direkt an dem die Antriebseinheit bildenden Elektromotor angeordnet ist. In der Regel wird eine derartige Elektronik in dem ohnehin vorhandenen Klemmenkasten integriert, der am Motorgehäuse befestigt ist.In general, it is known to arrange an electronic system for controlling the drive unit in a housing which is arranged directly on the electric motor forming the drive unit. As a rule, such electronics are integrated in the already existing terminal box, which is attached to the motor housing.
Eine Anordnung einer Überwachungselektronik an dem Motorgehäuse würde zu verschiedenen Nachteilen führen. Beispielsweise wäre die Überwachungselektronik der vom Motor erzeugten Abwärme ausgesetzt, was den einzelnen Bauteilen schadet, insbesondere zu einer schnelleren Alterung derselben führt. Weiterhin beeinflusst das starke elektromagnetische Feld des Elektromotors die Messdatenverarbeitung der Überwachungselektronik erheblich. Zur Gewährleistung einer sicheren Datenverarbeitung wären auch hier hohe Anforderungen an eine Abschirmung des elektromagnetischen Feldes des Elektromotors notwendig. Dies führt ebenfalls zu erheblich höheren Kosten und einem deutlich höheren technischen Aufwand für die konstruktive Ausgestaltung der Überwachungselektronik. Ein weiterer Nachteil der Anordnung einer Überwachungselektronik am Motorgehäuse ist der für die Überwachungselektronik notwendige Platzbedarf. Pumpenaggregate werden häufig an besonders schlecht zugänglichen Stellen und insbesondere in beengten Raumverhältnissen angeordnet. Weiterhin ist bei der Anordnung mehrerer Pumpenaggregate nebeneinander der zur Verfügung stehende Bauraum stark beschränkt. Ein eine Überwachungselektronik aufnehmendes Gehäuse am Motorengehäuse würde radial von diesem abstehen und damit je nach Anordnung am Motorengehäuse den Einbau eines solchen Pumpenaggregates in einem beengten Bauraum unmöglich machen.An arrangement of a monitoring electronics on the motor housing would lead to various disadvantages. For example, the monitoring electronics would be exposed to the waste heat generated by the engine, which damages the individual components, in particular leads to a faster aging of the same. Furthermore, the strong electromagnetic field of the electric motor significantly influences the measurement data processing of the monitoring electronics. To ensure secure data processing, high requirements for shielding the electromagnetic field of the electric motor would also be necessary here. This also leads to significantly higher costs and a much higher technical Effort for the structural design of the monitoring electronics. Another disadvantage of the arrangement of a monitoring electronics on the motor housing is necessary for the monitoring electronics space. Pump units are often placed in particularly difficult to reach places and especially in confined spaces. Furthermore, in the arrangement of several pump units side by side of the available space is severely limited. A monitoring electronics receiving housing on the motor housing would protrude radially from this and thus make the installation of such a pump unit in a confined space impossible depending on the arrangement on the motor housing.
Schließlich ist ein weiterer Nachteil des Standes der Technik, dass für die mechanische Befestigung der Überwachungselektronik an dem Pumpenaggregat respektive für die elektrische Verbindung zwischen Überwachungselektronik und Pumpenaggregat diese aufeinander abgestimmt sein müssen. Das Pumpenaggregat muss daher eine Befestigungsmöglichkeit und elektrische Kontaktelemente aufweisen, die zu der Überwachungselektronik passen. Aufgrund dieser Abhängigkeit ist es von Nachteil, dass weder die elektromotorische Antriebseinheit noch die Überwachungselektronik ohne Weiteres ausgetauscht und durch ein anderes Modell ersetzt werden kann.Finally, a further disadvantage of the prior art that for the mechanical attachment of the monitoring electronics to the pump unit respectively for the electrical connection between the monitoring electronics and the pump unit these must be coordinated. The pump unit must therefore have a mounting option and electrical contact elements that match the monitoring electronics. Due to this dependence, it is disadvantageous that neither the electromotive drive unit nor the monitoring electronics can be easily replaced and replaced by another model.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Überwachungselektronik respektive ein Pumpenaggregat mit einer Überwachungselektronik zu Verfügung zu stellen, das die Nachteile des Standes der Technik überwindet und bei geringstem Bauraumbedarf eine hohe Betriebssicherheit und Zugänglichkeit gewährleistet, sowie einen modellunabhängigen Austausch von elektromotorischer Antriebseinheit des Pumpenaggregats und Überwachungselektronik gewährleistet.It is therefore an object of the present invention to provide a monitoring electronics respectively a pump unit with a monitoring electronics available, which overcomes the disadvantages of the prior art and with minimal space requirements ensures high reliability and accessibility, as well as a model-independent replacement of electric motor drive unit of the pump unit and monitoring electronics guaranteed.
Diese Aufgabe wird durch ein Pumpenaggregat nach Anspruch 16 sowie durch eine bei dem Pumpenaggregat verwendete Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen formuliert.This object is achieved by a pump unit according to claim 16 and by a device used in the pump unit according to claim 1. Advantageous developments of the invention are formulated in the subclaims.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Verbindung einer elektromotorischen Antriebseinheit mit einer Pumpeneinheit vorgeschlagen, die eine Laterne umfasst, welche mechanische Verbindungsmittel zum Antreiben der Pumpeneinheit durch die Antriebseinheit umgreift und an die sich an einer Stirnseite die Antriebseinheit und an der axial gegenüberliegenden Stirnseite die Pumpeneinheit zumindest mittelbar anschließt, wobei an oder in der Laterne eine Überwachungselektronik zur Erfassung des Betriebszustandes der Pumpe und/oder der Antriebseinheit angeordnet ist.According to the invention, a device is proposed for connecting an electromotive drive unit to a pump unit, which comprises a lantern, which surrounds the mechanical connection means for driving the pump unit by the drive unit and at least one of the drive unit and at the axially opposite end of the pump unit at least indirectly, wherein on or in the lantern a monitoring electronics for detecting the operating state of the pump and / or the Drive unit is arranged.
Ein besonderer Vorteil dieser Vorrichtung ist ihre Unabhängigkeit von dem verwendeten Motormodell für die elektromotorische Antriebseinheit. Zum Aufbau eines Pumpenaggregats kann ein Standardmotor verwendet werden, ohne dass dieser spezielle Befestigungsmittel oder elektrische Kontaktierungsmittel für die Überwachungselektronik aufweisen muss. Das Pumpenaggregat qualifiziert sich daher in einer Modulbauweise, die einen einfachen Austausch der Aggregatkomponenten ermöglicht.A particular advantage of this device is its independence from the motor model used for the electric motor drive unit. For the construction of a pump set, a standard motor can be used without this having to have special fastening means or electrical contact means for the monitoring electronics. The pump unit is therefore qualified in a modular design that allows easy replacement of the unit components.
Durch die Anordnung der Überwachungselektronik in oder an der Laterne eines Pumpenaggregats wird in radialer Richtung zur Antriebsachse des Pumpenaggregats betrachtet kein zusätzlicher Bauraumbedarf benötigt. Dies resultiert daraus, dass die Vorrichtung axial zwischen der Antriebseinheit und der Pumpeneinheit angeordnet ist. Die Verbindung zwischen der erfindungsgemäße Vorrichtung und der Antriebseinheit einerseits und der Vorrichtung und der Antriebseinheit andererseits kann durch Befestigungsflansche erfolgen. In ihrem inneren Aufbau ist die Laterne gegenüber den äußeren Abmessungen der Flansche in radialer Richtung zurückgesetzt. Hierdurch wird im Bereich zwischen der Laterne und dem Durchmesser der Flansche in radialer Richtung ausreichend Platz für die Aufnahme von die Überwachungseinrichtung bildenden elektrischen und elektronischen Komponenten geschaffen. Die Überwachungselektronik ist daher vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie im Wesentlichen nicht über den Durchmesser der Flansche in radialer Richtung hervorsteht.Due to the arrangement of the monitoring electronics in or on the lantern of a pump unit considered in the radial direction to the drive axis of the pump unit no additional space required. This results from the fact that the device is arranged axially between the drive unit and the pump unit. The connection between the device according to the invention and the drive unit on the one hand and the device and the drive unit on the other hand can be done by mounting flanges. In its internal structure, the lantern is set back from the outer dimensions of the flanges in the radial direction. As a result, sufficient space is provided in the area between the lantern and the diameter of the flanges in the radial direction for the reception of the monitoring device forming electrical and electronic components. The monitoring electronics are therefore preferably designed such that they do not protrude substantially beyond the diameter of the flanges in the radial direction.
Ein mit einer derartigen Vorrichtung ausgebildetes Pumpenaggregat kann insbesondere in denjenigen Einbausituationen installiert werden, in denen der zur Verfügung stehende Bauraum in radialer Richtung gerade ein wenig größer ist als der maximale Flanschdurchmesser. Die Laterne ist hülsenförmig ausgebildet und zwischen der Antriebseinheit und der Pumpeneinheit angeordnet. Durch sie verlaufen mechanische Antriebsmittel, mittels derer die Antriebseinheit die Pumpeneinheit antreibt. Diese Verbindungsmittel können beispielsweise durch eine starre Verbindung, alternativ durch eine Kupplung oder ein Getriebe gebildet sein. Weil sich die Laterne zwischen Antriebseinheit und Pumpeneinheit befindet, ist auch die Überwachungselektronik zwischen der Pumpeneinheit und der Antriebseinheit angeordnet. Dies hat den technischen Effekt, dass die Überwachungselektronik respektive ein sie umschließendes Gehäuse nicht an der äußeren Umfangsfläche des Elektromotorengehäuses oder an der Pumpeneinheit angeordnet ist und damit im Wesentlichen in radialer Richtung nicht über den Durchmesser des Befestigungsflansches hervorsteht, der die Antriebseinheit mit der Vorrichtung verbindet. Der Vorteil der Anordnung der Überwachungselektronik in oder an der Laterne liegt neben dem reduzierten Bauraumbedarf darin, dass die Überwachungselektronik einerseits thermisch von der Abwärme erzeugenden Antriebseinheit und der gegebenenfalls eine heiße Flüssigkeit befördernden Pumpeneinheit beabstandet ist und andererseits elektromagnetisch auch von den Streufeldern der Antriebseinheit beabstandet ist, so dass diesbezügliche Störeinflüsse minimal gehalten werden und entsprechende Abschirmungsmaßnahmen gering ausfallen können.A pump unit designed with such a device can be installed in particular in those installation situations in which the available installation space in the radial direction is just a little larger than the maximum flange diameter. The lantern is sleeve-shaped and arranged between the drive unit and the pump unit. Through them run mechanical drive means by means of which the drive unit drives the pump unit. These connecting means may be formed for example by a rigid connection, alternatively by a clutch or a transmission. Because the lantern is located between the drive unit and pump unit, the monitoring electronics between the pump unit and the drive unit is arranged. This has the technical effect that the monitoring electronics or a housing enclosing them is not arranged on the outer peripheral surface of the electric motor housing or on the pump unit and thus substantially in the radial direction does not protrude beyond the diameter of the mounting flange, which connects the drive unit with the device. The advantage of the arrangement of the monitoring electronics in or on the lantern is in addition to the reduced space requirement in that the monitoring electronics on the one hand thermally away from the waste heat generating drive unit and possibly a hot liquid pump unit and spaced on the other hand is also electromagnetically spaced from the stray fields of the drive unit, so that related interference can be minimized and appropriate shielding measures can be low.
Die direkte Anordnung der Überwachungseinheit in oder an der die Antriebseinheit und Pumpeneinheit verbindenden Laterne hat weiterhin den Vorteil, dass keine zusätzlichen elektrischen Leitungen zu einer entfernten Überwachungszentrale oder einem Schaltschrank verlegt werden müssen. Hierdurch können erhebliche Kosten und Arbeitsaufwand eingespart werden. Darüberhinaus hat der Pumpentechniker bei der Überprüfung des Pumpenaggregates die Möglichkeit, neben dem an der Überwachungselektronik angezeigten Betriebszustand diesen am Pumpenaggregat selbst zu verifizieren.The direct arrangement of the monitoring unit in or on the lantern connecting the drive unit and the pump unit furthermore has the advantage that no additional electrical lines need to be laid to a remote monitoring center or a control cabinet. As a result, significant costs and labor can be saved. Moreover, when checking the pump unit, the pump technician has the option of verifying this on the pump unit itself in addition to the operating status displayed on the monitoring electronics.
Die Überwachungselektronik kann zur Erfassung des Betriebszustands mit einer Sensoranordnung umfassend mindestens einen Sensor in Verbindung stehen. Der Sensor erfasst eine physikalische Betriebsgröße der Pumpeneinheit oder der Antriebseinheit, auf Grund derer der Betriebszustand des Pumpenaggregats abgeleitet werden kann. Vorzugsweise kann die Elektronik eine Messdatenverarbeitung zur Verarbeitung der Messsignale der Sensoranordnung aufweisen. Die von der Sensoranordnung erfassten Messsignale können damit direkt in der Überwachungselektronik verarbeitet und ausgewertet werden.The monitoring electronics can be connected to detect the operating state with a sensor arrangement comprising at least one sensor. The sensor detects a physical operating variable of the pump unit or the drive unit, on the basis of which the operating state of the pump unit can be derived. The electronics may preferably have a measurement data processing for processing the measurement signals of the sensor arrangement. The measured signals detected by the sensor arrangement can thus be processed and evaluated directly in the monitoring electronics.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Laterne von einem Gehäuse umschlossen sein, wobei die Elektronik innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Das Gehäuse schützt die Elektronik und schirmt diese nach außen hin ab. Die Vorrichtung kann dadurch besonders kompakt ausgebildet werden. Vorzugsweise kann das Gehäuse zylindrisch ausgebildet sein und im Wesentlichen gleiche Abmessungen im Durchmesser aufweisen, wie die Befestigungsflansche. Das die Laterne umgebende Gehäuse kann alternativ im Querschnitt auch rechteckig mit abgerundeten Kanten und mit in radialer Richtung konkav ausgebildeten, d.h. leicht nach außen gewölbten Seitenflächen geformt sein, so dass das Gehäuse der Vorrichtung stellenweise geringfügig über den Durchmesser des die Antriebseinheit mit der Vorrichtung verbindenden Befestigungsflansches hervorstehen kann. Hierdurch wird der für die Elektronik und Sensorik innerhalb der Vorrichtung zur Verfügung stehende Raum erhöht. Ferner ist die Vorrichtung optisch ansprechend und kompakt.In an advantageous development of the invention, the lantern may be enclosed by a housing, wherein the electronics are arranged within the housing. The housing protects the electronics and shields them from the outside. The device can be made particularly compact. Preferably, the housing may be cylindrical and have substantially the same dimensions in diameter as the mounting flanges. The housing surrounding the lantern may alternatively also be rectangular in cross-section with rounded edges and concave in the radial direction, i. be shaped slightly outwardly curved side surfaces, so that the housing of the device may protrude in places slightly beyond the diameter of the drive unit with the device connecting mounting flange. This increases the space available for the electronics and sensors within the device. Furthermore, the device is visually appealing and compact.
Vorzugsweise kann" der erste Sensor ein Drucksensor zur Erfassung des Drucks innerhalb der Laterne oder der Pumpeneinheit sein. Hierdurch kann innerhalb der Laterne oder der Pumpeneinheit ein Druckabfall festgestellt werden, welcher einen Hinweis auf einen beginnenden Trockenlauf darstellt. Sofern sich nämlich der Flüssigkeitsstand innerhalb der Pumpeneinheit reduziert, ist auch keine Druckdifferenz zwischen dem saugseitigen Eingang und dem druckseitigen Ausgang der Pumpeneinheit vorhanden. Der Drucksensor kann ein erster Sensor eines Differenzdrucksensors sein und beispielsweis den druckseitigen Druck der Pumpeneinheit erfassen, wobei ein weiterer Drucksensor vorgesehen sein kann, der den saugseitigen Druck der Pumpeneinheit erfasst. Die Gesamtheit der beiden Drucksensoren wird nachfolgend Differenzdrucksensor bezeichnet. Vorzugsweise kann die Sensoranordnung einen zweiten Sensor umfassen, der ein erster Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur einer mechanischen Dichtung innerhalb der Laterne oder der Pumpeneinheit ist. Die mechanische Dichtung kann insbesondere eine Gleitringdichtung sein, wobei der Temperatursensor vorzugsweise im Bereich dieser mechanischen Dichtung zur Erfassung dessen Temperatur angeordnet ist. Mit der Auswertung der Temperatur an der mechanischen Dichtung kann eine sichere Aussage über einen vorliegenden Trockenlauf des Pumpenaggregates festgestellt werden, da bei fehlender Förderflüssigkeit kein die mechanische Dichtung schmierendes Mittel vorhanden ist, so dass die Dichtung infolge fehlenden Schmiermittels heiß wird. Dieser Effekt wird dazu noch dadurch gesteigert, dass wegen des fehlenden Fördermediums keine Kühlung der Dichtung erreicht wird. Die mechanische Dichtung kann dabei eine derartige Temperatur erreichen, dass die in der Umgebung der Dichtung insbesondere an der Dichtung selbst befindliche Restflüssigkeit verdampft. Eine überhitzte mechanische Dichtung kann dazu führen, dass sie bricht und ihre Dichtwirkung verliert, so dass bei einer erneuten Befüllung der Pumpeneinheit mit Förderflüssigkeit eine Leckage auftritt.Preferably, the first sensor may be a pressure sensor for detecting the pressure within the lantern or the pump unit, whereby a pressure drop can be detected within the lantern or the pump unit, which is an indication of an incipient dry run, namely, if the fluid level within the pump unit The pressure sensor may be a first sensor of a differential pressure sensor and, for example, detect the pressure-side pressure of the pump unit, wherein a further pressure sensor may be provided which the suction-side pressure of the pump unit The entirety of the two pressure sensors is referred to below as the differential pressure sensor. Preferably, the sensor assembly may include a second sensor that is a first temperature sensor for sensing the temperature of a mechanical seal within the lantern or pump unit. The mechanical seal may in particular be a mechanical seal, wherein the temperature sensor is preferably arranged in the region of this mechanical seal for detecting its temperature. With the evaluation of the temperature at the mechanical seal, a reliable statement about a given dry running of the pump unit can be determined, since there is no lubricant lubricating the mechanical seal in the absence of delivery fluid, so that the seal is hot due to lack of lubricant. This effect is further enhanced by the fact that no cooling of the seal is achieved because of the lack of medium. The mechanical seal can reach such a temperature that evaporates in the vicinity of the seal, in particular on the seal itself residual liquid. An overheated mechanical seal can cause it to break and lose its sealing effect so that leakage occurs when refilling the pump unit with pumped liquid.
Besonders die kombinierte Verwendung eines Temperatursensors und eines Drucksensors führt zu einer zuverlässigen Trockenlauferkennung in der Überwachungselektronik, die den Fehlerfall eines Trockenlaufs bei Vorliegen auch anzeigen kann.In particular, the combined use of a temperature sensor and a pressure sensor leads to a reliable dry run detection in the monitoring electronics, which can also indicate the failure of a dry run when in existence.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Sensoranordnung einen Vibrationssensor aufweisen, der in mechanischer Verbindung mit der Pumpeneinheit, der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/ oder der Antriebseinheit steht. Er kann vorzugsweise als Beschleunigungssensor ausgebildet sein und mechanische Schwingungen am Pumpenaggregat erfassen. Mittels eines Vibrationssensors kann festgestellt werden, ob beispielsweise ein Lagerschaden vorliegt oder in den sonstigen rotierenden Bauteilen eine Unwucht vorhanden ist, die zu mechanischen Schwingungen des Pumpenaggregats führt. Derartige Schwingungen verursachen nicht nur eine unangenehme Geräuschemission sondern stellen vielmehr auch eine erhebliche mechanische Belastung sämtlicher Bauteile des Pumpenaggregates dar, die die Lebensdauer dieser Bauteile erheblich verkürzt. Vibrationen können auch durch Installationsfehler verursacht sein, nämlich dann, wenn die einzelnen Komponenten des Pumpenaggregates nicht optimal zueinander ausgerichtet sind. Sind die Vibrationen zunächst gering, kann ein beginnender mechanischer Verschleiß an den sich drehenden mechanischen Komponenten, insbesondere an den Lagern festgestellt werden und an der Überwachungselektronik zur Anzeige gebracht werden.In an advantageous development of the invention, the sensor arrangement can have a vibration sensor which is in mechanical connection with the pump unit, the device according to the invention and / or the drive unit. It may preferably be designed as an acceleration sensor and detect mechanical vibrations on the pump unit. By means of a vibration sensor can be determined whether, for example, a bearing damage or in the other rotating components imbalance is present, which leads to mechanical vibrations of the pump unit. Such vibrations not only cause an unpleasant noise but also represent a significant mechanical load on all components of the pump unit, which significantly reduces the life of these components. Vibrations can also be caused by installation errors, namely, when the individual components of the pump unit are not optimally aligned with each other. If the vibrations are initially low, incipient mechanical wear on the rotating mechanical components, in particular on the bearings, can be detected and displayed on the monitoring electronics.
Vorzugsweise kann die Sensoranordnung weiterhin einen Drehzahl- und/oder einen Drehrichtungsgeber aufweisen. Die Überwachungselektronik kann damit die Drehzahl und/oder die Drehrichtung der Antriebseinheit respektive der Pumpeneinheit überwachen. Zudem kann sie auch auf der Grundlage einer Auswertung einer Drehzahlmessung oder eines Drehrichtungsgeberwerts Eingriff in die Steuerung bzw. Regelung der Antriebseinheit nehmen, um einen Schaden an dem Pumpenaggregat zu verhindern. Beispielsweise könnte in Folge des Eindringens eines Fremdkörpers in den Pumpenraum das Pumpenlaufrad blockiert werden. Die Antriebseinheit würde daraufhin ihr maximal verfügbares Drehmoment aufbringen, was zu einer Überhitzung der Antriebseinheit und schlimmstenfalls zu einer Zerstörung des Pumpenaggregats führen kann. Durch eine Drehzahlüberwachung kann dieser Fall einer Pumpenblockierung sicher festgestellt und mittels der Überwachungselektronik zur Anzeige gebracht werden.Preferably, the sensor arrangement may further comprise a speed and / or a direction of rotation sensor. The monitoring electronics can thus monitor the speed and / or the direction of rotation of the drive unit or the pump unit. In addition, it may also intervene in the control of the drive unit based on an evaluation of a rotational speed measurement or a rotational direction sensor value in order to prevent damage to the pump unit. For example, as a result of the penetration of a foreign body into the pump chamber, the impeller could be blocked. The drive unit would then apply their maximum available torque, which can lead to overheating of the drive unit and in the worst case to destruction of the pump set. Through a speed monitoring this case of a pump blockage can be reliably detected and brought by means of the monitoring electronics to the display.
Weiterhin kann die Sensoranordnung einen zweiten Temperatursensor zur Erfassung der Umgebungstemperatur innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung aufweisen. Hiermit kann beispielsweise erfasst werden, dass oder wenn das geförderte Pumpenmedium oder die Temperatur des Raumes, innerhalb welchem das Pumpenaggregat aufgestellt ist, einen unzulässig hohen Wert erreicht, der zur Schädigung einzelner Bauteile des Pumpenaggregates führen kann. Mittels des zweiten Temperatursensors kann eine unzulässige thermische Belastung der Bauteile des Pumpenaggregates von der Überwachungselektronik rechtzeitig erkannt und ebenfalls angezeigt werden.Furthermore, the sensor arrangement may have a second temperature sensor for detecting the ambient temperature inside or outside the device. This can be detected, for example, that or when the pumped pump medium or the temperature of the room within which the pump unit is placed, reaches an unacceptably high value, which can lead to damage to individual components of the pump unit. By means of the second temperature sensor, an unacceptable thermal stress on the components of the pump unit can be detected in good time by the monitoring electronics and also displayed.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist die Messdatenverarbeitung mikroprozessorgesteuert. Auf diese Weise kann eine schnelle und zuverlässige Verarbeitung und Auswertung der von den einzelnen Sensoren der Sensoreinheit gelieferten Messwerte erreicht und programmtechnisch verarbeitet werden, wobei von dem Mirkoprozessor im Falle erreichter Grenzwerte entsprechende Programme gestartet oder elektronische Schalter betätigt werden können, die Anzeige- und/oder Signalisierungsfunktionen ausüben. Die Messdatenverarbeitung kann hierfür dazu eingerichtet sein, aus dem Messsignal des Sensors bzw. den Messsignalen der Sensoren ein oder mehrere Betriebszustandssignale der Antriebseinheit und/oder der Pumpeneinheit zu erzeugen.In an advantageous embodiment of the invention, the measurement data processing is microprocessor-controlled. In this way, a fast and reliable processing and evaluation of the individual Sensors supplied to the sensor unit measured values are processed and program technology, which can be started by the microprocessor in the case reached limits corresponding programs or electronic switches can be operated, the display and / or signaling functions exercise. For this purpose, the measured data processing can be set up to generate one or more operating state signals of the drive unit and / or the pump unit from the measuring signal of the sensor or the measuring signals of the sensors.
Vorzugsweise kann die Überwachungselektronik einen Speicher aufweisen, der der Messdatenverarbeitung zugeordnet ist. In diesem Speicher können gemessene Sensorwerte abgelegt und für die Messdatenverarbeitung zur Verfügung gestellt werden. Ferner können auch von der Messdatenverarbeitung erzeugte Betriebszustandssignale respektive diese Betriebszustandssignale repräsentierende Betriebszustandswerte in dem Speicher hinterlegt werden, so dass sie zu einem späteren Zeitpunkt von einem Pumpentechniker aus der Überwachungselektronik ausgelesen werden können. Auf diese Weise kann dem Pumpentechniker eine Historie über die Betriebszustände des Pumpenaggregates vermittelt werden, so dass dieser die Ursache für einen Pumpenausfall oder Pumpenschaden feststellen oder frühzeitig einen solchen erkennen kann.Preferably, the monitoring electronics can have a memory which is associated with the measurement data processing. Measured sensor values can be stored in this memory and made available for the measurement data processing. Furthermore, operating state signals generated by the measurement data processing or operating state values representing these operating state signals can also be stored in the memory, so that they can be read out of the monitoring electronics at a later time by a pump technician. In this way, the pump technician can be told a history of the operating conditions of the pump unit, so that this can determine the cause of a pump failure or pump damage or early detect such.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuse Mittel zur Anzeige des Betriebszustandes angeordnet sind. Auf diese Weise kann der Betriebszustand des Pumpenaggregates unmittelbar angezeigt werden. Die Anzeigemittel können beispielsweise durch Leuchtdioden oder durch ein Display gebildet sein.It when the housing means are arranged for displaying the operating state is particularly advantageous. In this way, the operating state of the pump unit can be displayed immediately. The display means may be formed for example by light-emitting diodes or by a display.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung eine Kommunikationsschnittstelle zur Fernübertragung von Daten aufweist. Die übertragbaren Daten können Betriebszustand-, Mess- oder Steuerdaten sein. Über die Kommunikationsschnittstelle können beispielsweise Daten aus dem Speicher ausgelesen werden, d.h. der aktuelle Betriebszustand oder auch in der Vergangenheit liegende Betriebszustände des Pumpenaggregates abgefragt werden. Auch kann über eine derartige Kommunikationsschnittstelle eine Vorgabe von Betriebsparametern für das Pumpenaggregat erfolgen, beispielsweise eine Drehzahlvorgabe oder Grenzwertvorgabe. Über die Kommunikationsschnittestelle kann sowohl eine Fernauslesung als auch eine Fernbedienung und/oder Fernwartung erfolgen. Als Kommunikationsschnittstelle kann beispielsweise eine CAN BUS-Schnittstelle oder eine Infrarot-Schnittstelle verwendet werden.Furthermore, it is advantageous if the device has a communication interface for the remote transmission of data. The transferable data may be operating state, measurement or control data. By way of example, data can be read out of the memory via the communication interface, ie the current operating state or operating states of the pump set lying in the past can be queried. It is also possible via such a communication interface to specify operating parameters for the pump unit, for example one Speed specification or limit value specification. Both a remote reading and a remote control and / or remote maintenance can take place via the communication interface. As a communication interface, for example, a CAN BUS interface or an infrared interface can be used.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese eine elektrische Spannungsversorgung zur Speisung der Elektronik auf, wobei die Spannungsversorgung einen Spannungskonverter umfassen kann. Mit dieser Maßnahme können auch Mittel zur Erzeugung einer für die Überwachungselektronik notwendigen Niederspannung unmittelbar am Pumpenaggregat, d.h. erfindungsgemäß an oder in der Vorrichtung angeordnet werden, also an einer Position, die sowohl thermisch als auch elektromagnetisch vorteilhaft ist, ohne dabei die radialen Abmessungen des Pumpenaggregates zu erhöhen. Auf eine Niederspannung erzeugende Mittel außerhalb des Pumpenaggregates oder beispielsweise innerhalb des Klemmenkastens des elektromotorischen Antriebs kann damit verzichtet werden.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention, this has an electrical power supply for supplying the electronics, wherein the power supply may include a voltage converter. With this measure, means for generating a necessary for the monitoring electronics low voltage directly on the pump unit, i. According to the invention are arranged on or in the device, ie at a position which is advantageous both thermally and electromagnetically, without increasing the radial dimensions of the pump unit. On a low-voltage generating means outside the pump unit or, for example, within the terminal box of the electric motor drive can be dispensed with.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsvariante und der nachfolgenden Figurenbeschreibung entnommen werden.Further features and advantages of the invention can be taken from the following description of a preferred embodiment and the following description of the figures.
Es zeigenShow it
Figur 1 : schematische Darstellung eines erfindungsgemäßenFigure 1: schematic representation of an inventive
Pumpenaggregatespump unit
Figur 2a: Schnitt A-A durch die Vorrichtung nach Figur 1 Figur 2b: Alternative Ausführung der Vorrichtung nach Figur 1 mit einerFigure 2a: Section A-A through the device of Figure 1 Figure 2b: Alternative embodiment of the device of Figure 1 with a
Spannungsversorgung 11 vor einem Steg 9a der Laterne 4 Figur 3: Schematische Darstellung der ÜberwachungselektronikPower supply 11 in front of a web 9a of the lantern 4 Figure 3: Schematic representation of the monitoring electronics
Figur 1 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines Pumpenaggregates in Gestalt eines vertikal angeordneten Trockenläufers mit einer elektromotorischen Antriebseinheit 1 einer Pumpeneinheit 2 und einer dazwischen angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung 3. Die Vorrichtung 3 umfasst eine Laterne 4, innerhalb welcher sich nicht dargestellte mechanische Verbindungsmittel zum Antreiben eines Laufrades innerhalb eines Pumpenraumes der Pumpeneinheit 2 durch die Antriebseinheit 1 drehbar angeordnet sind. Die Pumpeneinheit 2 weist eine Saugseite 6 und eine Druckseite 7 auf. Die Laterne 4 ist hülsenförmig, wird von Stegen 9a gebildet, die an ihren beiden Enden jeweils an einem Flansch 9c befestigt sind, und umgreift umfänglich die genannten Verbindungsmittel. Weiterhin umfasst die Laterne Abdeckmittel 9b, beispielsweise in Gestalt eines Gitters, um die rotierenden Verbindungsmittel abzuschirmen. Die Laterne 4 ist an ihren axialen Stirnseiten über die Flansche 9c mittels derer sich einerends die Antriebseinheit 1 und anderenends die Pumpeneinheit 2 an die Laterne 4 anschließen.1 shows a simplified schematic representation of a pump unit in the form of a vertically arranged dry rotor with an electromotive drive unit 1 of a pump unit 2 and a device 3 arranged therebetween. The device 3 comprises a lantern 4, within which not shown mechanical connecting means for driving an impeller within a pump chamber of the pump unit 2 are rotatably arranged by the drive unit 1. The pump unit 2 has a suction side 6 and a pressure side 7. The lantern 4 is sleeve-shaped, is formed by webs 9a, which are fastened at its two ends in each case to a flange 9c, and surrounds circumferentially said connecting means. Furthermore, the lantern comprises covering means 9b, for example in the form of a grid, in order to shield the rotating connecting means. The lantern 4 is connected at its axial end faces via the flanges 9 c by means of which at one end the drive unit 1 and the other end the pump unit 2 to the lantern 4.
An der Laterne 4 ist eine Überwachungselektronik 5 zur Erfassung des Betriebszustandes der Pumpeneinheit 2 und/oder der Antriebseinheit 1 angeordnet. Die Elektronik 5 wird nach außen hin von einer Gehäusewand 8 der Vorrichtung 3 begrenzt. Die Elektronik 5 ist damit zwischen einem Steg 9a der Laterne 4 und der Gehäusewand 8 der Vorrichtung 3 angeordnet. Die Gehäusewand 8 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, im Querschnitt jedoch vorzugsweise quadratisch mit abgerundeten Kanten und in radialer Richtung betrachtet leicht nach außen gewölbten Seitenflächen ausgestaltet. Der Durchmesser der Gehäusewand 8 entspricht im Wesentlichen demjenigen der Flansche 9c bzw. demjenigen der elektromotorischen Antriebseinheit 1 , so dass die Gehäusewand 8 im Wesentlichen mit dem Elektromotorengehäuse der Antriebseinheit 1 fluchtet. Es kann jedoch auch eine im Durchmesser kleinere Antriebseinheit verwendet werden.At the lantern 4 is a monitoring electronics 5 for detecting the operating state of the pump unit 2 and / or the drive unit 1 is arranged. The electronics 5 is limited to the outside by a housing wall 8 of the device 3. The electronics 5 is thus arranged between a web 9 a of the lantern 4 and the housing wall 8 of the device 3. The housing wall 8 is substantially cylindrical in cross-section, but preferably square designed with rounded edges and viewed in the radial direction slightly outwardly curved side surfaces. The diameter of the housing wall 8 substantially corresponds to that of the flanges 9c or that of the electromotive drive unit 1, so that the housing wall 8 is substantially flush with the electric motor housing of the drive unit 1. However, it can also be used a smaller diameter drive unit.
Der Querschnitt A-A der erfindungsgemäßen Vorrichtung 3 ist in Figur 2a dargestellt. Die Gehäusewand 8 ist konzentrisch zur Laterne 4 ausgerichtet. Zwischen der Laterne 4, respektive einem Steg 9a, und der Gehäusewand 8 ist die Elektronik 5 angeordnet. Sie weist Anzeigeelemente 10 zur Anzeige des Betriebszustandes der Pumpeneinheit 2 und/oder der Antriebseinheit 1 auf. Zwischen der Gehäusewand 8 und der Laterne 4 ist in der Vorrichtung 3 darüber hinaus eine Spannungsversorgung 11 mit einem Spannungskonverter 12 angeordnet, die die Elektronik 5 mit Spannung versorgt. Eine alternative Ausführungsvariante ist in Figur 2b dargestellt. In dieser Ausführung ist die Überwachungselektronik 5 zwischen den Stegen 9a der Laterne 4, d.h. zwischen dem Abdeckmittel 9b und der Gehäusewand 8 angeordnet, wohingegen die Spannungsversorgung 11 zwischen einem Steg 9c der Laterne 4 und der Gehäusewand 8 angeordnet ist.The cross section AA of the device 3 according to the invention is shown in FIG. 2a. The housing wall 8 is aligned concentrically with the lantern 4. Between the lantern 4, respectively a web 9a, and the housing wall 8, the electronics 5 is arranged. It has display elements 10 for displaying the operating state of the pump unit 2 and / or the drive unit 1. Between the housing wall 8 and the lantern 4, a power supply 11 with a voltage converter 12 is arranged in the device 3 in addition, which supplies the electronics 5 with voltage. An alternative embodiment variant is shown in FIG. 2b. In this embodiment, the monitoring electronics 5 between the webs 9a of the lantern 4, that is arranged between the cover 9b and the housing wall 8, whereas the power supply 11 between a web 9c of the lantern 4 and the housing wall 8 is arranged.
Mit der Überwachungselektronik 5 sind verschiedene Sensoren 13, 14, 15, 16, 17 verbunden, die in Gesamtheit eine Sensoranordnung 22 darstellen. Ein Drucksensor 14 ist zur Erfassung des Drucks innerhalb der Pumpenkammer vorgesehen. Weiterhin ist ein erster Temperatursensor 15 im Bereich einer Gleitringdichtung angeordnet. Auch dieser ist mit der Überwachungselektronik 5 messtechnisch verbunden, und liefert dieser die Information über die aktuelle Temperatur im Bereich der Gleitringdichtung.With the monitoring electronics 5 different sensors 13, 14, 15, 16, 17 are connected, which represent a sensor assembly 22 in total. A pressure sensor 14 is provided for detecting the pressure within the pumping chamber. Furthermore, a first temperature sensor 15 is arranged in the region of a mechanical seal. This is also metrologically connected to the monitoring electronics 5, and provides this information about the current temperature in the region of the mechanical seal.
Darüber hinaus ist ein Vibrationssensor 13 in Figur 1 dargestellt, der in mechanisch fester Wirkverbindung mit der Laterne 4 steht und damit die mechanischen Schwingungen an dem Pumpenaggregat erfasst.In addition, a vibration sensor 13 is shown in Figure 1, which is in mechanically fixed operative connection with the lantern 4 and thus detects the mechanical vibrations on the pump unit.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung 3 betreffend die elektrotechnischen und elektronischen Komponenten der Vorrichtung 3. Die Vorrichtung 3 umfasst eine eingangsseitige Anschlussseite 18, mit elektrischen Eingängen 19, 20 für den Anschluss einer elektrischen Versorgungsspannung 19 eines Versorgungsnetzes und für einen Masseanschluss 20. Weiterhin umfasst die Anschlussseite 18 Anschlussklemmen 21 zum Verbinden verschiedener Sensoren 14, 15, 17 mit der Elektronik 5, insbesondere eines Drucksensor 14 zur Anordnung innerhalb der Pumpenkammer, eines Temperatursensor 15 zur Anordnung in unmittelbarer Nähe zur Gleitringdichtung und eines Drehzahl- und Drehrichtungsgeber 17, zur Anordnung an der Pumpenwelle. Die Vorrichtung 3 kann weiterhin einen Umgebungstemperatursensor 16 zur Erfassung der Temperatur in unmittelbarer Nähe der Laterne 4 oder des Gehäuses 8 und den an der Laterne 4 angeordneten Vibrationssensor 13 umfassen. Die Sensoren 13, 14, 15, 16 und 17 bilden gemeinsam die Sensoranordnung 22. Die Überwachungselektronik 5 ist in Figur 3 bestehend aus einer Messdatenverarbeitung 23 und einem Mikroprozessor 24 dargestellt. Die Messdatenverarbeitung 23 umfasst einzelne Signalprozessierungseinheiten 23a, 23b, 23c, 23d und 23e. Einer ersten Frequenzsignalprozessierungseinheit 23a ist das Frequenzsignal der die Elektronik speisenden Netzspannung der Spannungsversorgung 11 zugeführt. Einer das Geschwindigkeitssignal prozessierenden Einheit 23b ist das Messsignal des Geschwindigkeits- und Richtungssensors 17 zugeführt. Einer Temperatursignalprozessierungseinheit 23c sind die Temperaturmesswerte der Sensoren 15 und 16 zugeführt. Einer Trockenlaufsignalprozessierungseinheit 23d ist das Messsignal des Drucksensors 14 zugeführt. Schließlich ist eine Vibrationssignalprozessierungseinheit 23e in der Messdatenverarbeitung vorgesehen, welcher das Messsignal des Vibrationssensors 13 zugeführt ist. Die einzelnen Einheiten 23a bis 23e der Messdatenverarbeitung 23 nehmen eine erste Verarbeitung und Konditionierung der erfassten Messwerte vor. Dies kann insbesondere eine Filterung, Verstärkung, gegebenenfalls auch eine Diskretisierung der kontinuierlichen Messwerte durch Abtasten sein. Die bearbeiteten Messsignale werden jeweils Eingängen des Mirkoprozessors 24 zugeführt, die entweder als analoge oder digitale Eingänge ausgebildet sein können.Figure 3 shows a schematic representation of the device 3 concerning the electrical and electronic components of the device 3. The device 3 comprises an input side terminal side 18, with electrical inputs 19, 20 for connecting an electrical supply voltage 19 of a supply network and for a ground terminal 20. Further includes the connection side 18 terminals 21 for connecting various sensors 14, 15, 17 with the electronics 5, in particular a pressure sensor 14 for arrangement within the pump chamber, a temperature sensor 15 for arrangement in close proximity to the mechanical seal and a speed and direction indicator 17, for arrangement at the pump shaft. The device 3 may further comprise an ambient temperature sensor 16 for detecting the temperature in the immediate vicinity of the lantern 4 or the housing 8 and the vibration sensor 13 arranged on the lantern 4. The sensors 13, 14, 15, 16 and 17 together form the sensor arrangement 22. The monitoring electronics 5 is shown in FIG. 3 consisting of a measurement data processor 23 and a microprocessor 24. The measurement data processing 23 includes individual signal processing units 23a, 23b, 23c, 23d, and 23e. A first frequency signal processing unit 23a, the frequency signal of the power supply voltage supplying the electronics of the power supply 11 is supplied. A speed signal processing unit 23b is supplied with the measurement signal of the speed and direction sensor 17. A temperature signal processing unit 23 c is supplied with the temperature measurement values of the sensors 15 and 16. A dry running signal processing unit 23d is supplied with the measurement signal of the pressure sensor 14. Finally, a vibration signal processing unit 23e is provided in the measurement data processing to which the measurement signal of the vibration sensor 13 is supplied. The individual units 23a to 23e of the measurement data processing 23 perform a first processing and conditioning of the acquired measured values. This can be, in particular, filtering, amplification, optionally also discretization of the continuous measured values by scanning. The processed measurement signals are respectively supplied to inputs of the microprocessor 24, which may be formed either as analog or digital inputs.
Der Mikroprozessor 24 führt die eigentliche Überwachung des Betriebszustandes des Pumpenaggregates durch Vergleich der aktuellen Messgrößen mit für den Normalfall geltenden Größen durch. Sofern ein Vergleich mit den vorgegebenen Werten eine unzulässige hohe Abweichung ergibt, gibt der Mikroprozessor 24 an zumindest einem Ausgang eine entsprechende Fehlermeldung aus. Weiterhin kann der Mikroprozessor 24 auch den aktuellen Vibrationswert, die Drehrichtung und/oder ein Schaltsignal zur Betätigung eines Relais 25 an jeweils einem seiner Ausgänge ausgeben. Die Ausgabewerte können zur direkten Anzeige auf der Anzeigeeinrichtung 10 verwendet werden. Beispielsweise können zwei Leuchtdioden 10b oder eine zweifarbige Leuchtdiode 10b z.B. mit den Farben rot/ grün als Anzeigemittel eine visuelle Angabe über den Fehlerzustand des Pumpenaggregates vermitteln. Ein Balkendiagramm 10b kann beispielsweise den aktuellen Vibrationswert am Pumpenaggregat wiedergeben. Weiterhin können zwei Leuchtdioden 10c oder eine zweifarbige Leuchtdiode 10c die Drehrichtung der Pumpeneinheit auf der Anzeige 10 wiedergeben. Schließlich kann die Anzeigeeinheit 10 auch eine Leuchtiode 10a umfassen, die anzeigt, ob die Überwachungselektronik eingeschaltet respektive mit Spannung versorgt oder deaktiviert ist. Diese Zustandsanzeige 10a kann unmittelbar in Verbindung mit der Spannungsversorgung 12 stehen, alternativ mit der Mikroprozessor 24 verbunden sein.The microprocessor 24 carries out the actual monitoring of the operating state of the pump unit by comparing the current measured variables with variables valid for the normal case. If a comparison with the given values results in an impermissibly high deviation, the microprocessor 24 outputs a corresponding error message at at least one output. Furthermore, the microprocessor 24 can also output the current vibration value, the direction of rotation and / or a switching signal for actuating a relay 25 at one of its outputs. The output values may be used for direct display on the display device 10. For example, two light-emitting diodes 10b or a two-color light-emitting diode 10b, for example with the colors red / green as display means, can convey a visual indication of the fault condition of the pump unit. For example, a bar graph 10b may represent the current vibration level on the pump set. Furthermore, two light-emitting diodes 10c or a two-color light-emitting diode 10c can reproduce the direction of rotation of the pump unit on the display 10. Finally, the display unit 10 also include a light emitting diode 10a that indicates whether the monitoring electronics are powered on, respectively powered or disabled. This status indicator 10a may be directly in communication with the power supply 12, alternatively connected to the microprocessor 24.
Das von dem Mikroprozessor 24 im Störungsfall aktivierte Relais 25 kann über einen Anschlusskontakt 28a einer Schnittstelle 28 eine Fehlermeldung an eine externe Meldeeinrichtung beispielsweise eine Leitzentrale geben. Darüber hinaus kann der Mikroprozessor 24 eine Infrarot-Kommunikationsschnittstelle für die Signalübertragung zwischen der Vorrichtung 3 und einem externen Gerät beispielsweise mit einem transportablen Computer oder einem PDA (Personal Digital Assistant) aufweisen. Ferner kann der Mikroprozessor 24 auch einen CAN (Controller-Area Network) Busausgang für eine CAN Bus-Signalübertragung bereitstellen, wobei die Schnittestelle 28 für den Anschluss der Vorrichtung 3 an einen CAN Bus einen entsprechenden Busanschluss 28b aufweist.The relay 25 activated by the microprocessor 24 in the event of a fault can give an error message via an interface contact 28a to an interface 28 to an external signaling device, for example a control center. In addition, the microprocessor 24 may include an infrared communication interface for signal transmission between the device 3 and an external device such as a portable computer or a PDA (Personal Digital Assistant). Further, the microprocessor 24 may also provide a CAN (Controller-Area Network) bus output for a CAN bus signal transmission, the interface 28 having a corresponding bus port 28b for connecting the device 3 to a CAN bus.
Sämtliche der vorgenannten Komponenten sind Bestandteile der Vorrichtung 3 und erfindungsgemäß zumindest teilweise zwischen der Laterne 4 und der Gehäusewand 8 angeordnet, wobei einzelne Sensoren zur Erfassung einer für die Bestimmung des Betriebszustandes des Pumpenaggregates geeigneten Größe auch innerhalb der Laterne 4 oder der Pumpeneinheit 2 angeordnet sein können. All of the aforementioned components are components of the device 3 and according to the invention at least partially disposed between the lantern 4 and the housing wall 8, wherein individual sensors for detecting a suitable for the determination of the operating state of the pump unit size can also be arranged within the lantern 4 or the pump unit 2 ,

Claims

Ansprüche claims
1. Vorrichtung (3) zur Verbindung einer elektromotorischen Antriebseinheit (1 ) mit einer Pumpeneinheit (2) und einer Laterne (4), welche mechanische Verbindungsmittel zum Antreiben der Pumpeneinheit (2) durch die Antriebseinheit (1) umgreift und an die sich an einer Stirnseite die Antriebseinheit (1) und an der axial gegenüberliegenden Stirnseite die Pumpeneinheit (2) zumindest mittelbar anschließt, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in der Laterne (4) eine Überwachungselektronik (5) zur Erfassung des Betriebszustandes der Pumpeneinheit (2) und/ oder der Antriebseinheit (1) angeordnet ist.1. Device (3) for connecting an electric motor drive unit (1) with a pump unit (2) and a lantern (4), which surrounds mechanical connection means for driving the pump unit (2) by the drive unit (1) and to which at Front side of the drive unit (1) and at the axially opposite end of the pump unit (2) at least indirectly connects, characterized in that on or in the lantern (4) monitoring electronics (5) for detecting the operating state of the pump unit (2) and / or the drive unit (1) is arranged.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the
Überwachungselektronik (5) mit einer Sensoranordnung (22) umfassend mindestens einen Sensor (13, 14, 15, 16, 17) in Verbindung steht.Monitoring electronics (5) with a sensor arrangement (22) comprising at least one sensor (13, 14, 15, 16, 17) is in communication.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the
Überwachungseiektronik (5) eine Messdatenverarbeitung (23) zur Verarbeitung der Messsignale der Sensoranordnung (22) aufweist.Monitoring electronics (5) has a measured data processing (23) for processing the measurement signals of the sensor arrangement (22).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laterne (4) von einem Gehäuse (8) zumindest teilweise umschlossen ist, wobei die Überwachungselektronik (5) innerhalb des Gehäuses (8) angeordnet ist.4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the lantern (4) by a housing (8) is at least partially enclosed, wherein the monitoring electronics (5) within the housing (8) is arranged.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sensor (14) ein Drucksensor (14) zur Erfassung des Drucks innerhalb der Pumpeneinheit (2) oder der Laterne (4) ist. 5. Device according to one of the preceding claims 2 to 4, characterized in that the first sensor (14) is a pressure sensor (14) for detecting the pressure within the pump unit (2) or the lantern (4).
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordnung (22) einen ersten Temperatursensor (15) zur Erfassung der Temperatur einer mechanischen Dichtung innerhalb der Pumpeneinheit (2) und/ oder der Laterne (4) umfasst.6. Device according to one of the preceding claims 2 to 5, characterized in that the sensor arrangement (22) comprises a first temperature sensor (15) for detecting the temperature of a mechanical seal within the pump unit (2) and / or the lantern (4).
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordung (22) einen Vibrationssensor (13) umfasst.7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the sensor arrangement (22) comprises a vibration sensor (13).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordung (22) einen Drehzahl und/ oder Drehrichtungsgeber (17) umfasst.8. Device according to one of claims 2 to 7, characterized in that the sensor arrangement (22) comprises a rotational speed and / or direction of rotation sensor (17).
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoranordung (22) einen zweiten Temperatursensor (16) zur Erfassung der Temperatur innerhalb oder außerhalb der Vorrichtung (3) aufweist.9. Device according to one of claims 2 to 8, characterized in that the sensor arrangement (22) has a second temperature sensor (16) for detecting the temperature inside or outside of the device (3).
10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungselektronik (5) von einem Mikroprozessor (24) gesteuert ist.10. Device according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that the monitoring electronics (5) by a microprocessor (24) is controlled.
11.Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messdatenverarbeitung (23) dazu eingerichtet ist, aus dem Messignal des Sensors (13, 14, 15, 16, 17) bzw. den Messsignalen der Sensoren (13, 14, 15, 16, 17) ein oder mehrere Betriebszustandssignale der Antriebseinheit (1 ) und/ oder der Pumpeneinheit (2) zu erzeugen.11.Vorrichtung according to one of the preceding claims 3 to 10, characterized in that the measured data processing (23) is adapted to from the measuring signal of the sensor (13, 14, 15, 16, 17) and the measuring signals of the sensors (13, 14, 15, 16, 17) to generate one or more operating state signals of the drive unit (1) and / or the pump unit (2).
12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungselektronik (5) einen Speicher aufweist. 12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the monitoring electronics (5) has a memory.
13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gehäuse (8) Mittel (10) zur Anzeige des Betriebszustandes angeordnet sind.13. Device according to one of the preceding claims 4 to 12, characterized in that on the housing (8) means (10) are arranged for displaying the operating state.
H.Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kommunikationsschnittstelle (28) zur Fernübertragung von Betriebszustand-, Steuer- und/ oder Messdaten.H.Vorrichtung according to any one of the preceding claims, characterized by a communication interface (28) for remote transmission of Betriebszustand-, control and / or measurement data.
15. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine elektrische Spannungsversorgung (11) zur Speisung der Überwachungselektronik (5).15. Device according to one of the preceding claims, characterized by an electrical power supply (11) for feeding the monitoring electronics (5).
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the
Spannungsversorgung (11) einen Spannungskonverter (12) aufweist.Power supply (11) has a voltage converter (12).
17. Pumpenaggregat (1 , 2, 3) mit einer elektromotorischen Antriebseinheit (1) und einer Pumpeneinheit (2), die mittels einer Vorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 miteinander zumindest mittelbar verbunden sind, wobei die Vorrichtung (3) eine Laterne (4) umfasst, welche mechanische Verbindungsmittel zum Antreiben der Pumpeneinheit (2) durch die Antriebseinheit (1) umgreift und an die sich an einer Stirnseite die Antriebseinheit (1) und an der axial gegenüberliegenden Stirnseite die Pumpeneinheit (2) zumindest mittelbar anschließt, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in der Laterne (4) eine Überwachungselektronik (5) zur Erfassung des Betriebszustandes der Pumpeneinheit (2) und/ oder der Antriebseinheit (1) angeordnet ist. 17. Pump unit (1, 2, 3) with an electromotive drive unit (1) and a pump unit (2), which are at least indirectly connected to one another by means of a device (3) according to one of claims 1 to 16, wherein the device (3) a lantern (4), which encompasses mechanical connecting means for driving the pump unit (2) by the drive unit (1) and to which at one end the drive unit (1) and at the axially opposite end side of the pump unit (2) at least indirectly connects , characterized in that on or in the lantern (4) monitoring electronics (5) for detecting the operating state of the pump unit (2) and / or the drive unit (1) is arranged.
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