LU101566B1

LU101566B1 - Kreiselpumpe mit einem selbsttätigen Ventil

Info

Publication number: LU101566B1
Application number: LU101566A
Authority: LU
Inventors: Johannes Reuschel; Olaf Klare; Benjamin Wegner; Geier Wolfgang; Kocjan Adrian
Original assignee: Wilo Se
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2021-06-22
Also published as: EP3839260B1; EP3839260A1; PL3839260T3

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Kreiselpumpe (10) zum Befördern eines Fluids mit einem einen Pumpenraum (14) aus-bildenden Pumpengehäuse (16), wobei in dem Pumpenraum (14) ein Laufrad (18) vorgesehen ist, in dem Pumpengehäuse (16) eine Saugöffnung (26) zum Ansaugen des Fluids in den Pumpenraum (14) vorgesehen ist, in dem Pumpengehäuse (16) bezogen auf die Saugöffnung (26) hinter dem Laufrad (18) eine Entlüftungsöffnung (30) vorgesehen ist, und wobei an der Entlüftungsöffnung (30) ein selbsttätiges Ventil (32) vorgesehen ist, durch welches Luft aus dem Pumpenraum (14) entweichen kann.

Description

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LU101566 |

Kreiselpumpe mit einem selbsttätigen Ventil |

Technisches Gebiet |

Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe zum Befôrdern eines Fluids mit einem einen | Pumpenraum ausbildenden Pumpengehäuse, wobei in dem Pumpenraum ein Laufrad vor- | gesehen ist, in dem Pumpengehäuse eine Saugôffnung zum Ansaugen des Fluids in den | Pumpenraum vorgesehen ist und in dem Pumpengehäuse bezogen auf die Saugôffnung | hinter dem Laufrad eine Entlüftungsôffnung vorgesehen ist.

Weiterhin betrifft die Erfin- | dung die Verwendung der obigen Kreiselpumpe als Schmutzwasser und/oder Abwasser- | Tauchpumpe.

Ferner betrifft die Erfindung eine Hebeanlage umfassend einen Sammelbe- | hälter und die obige Kreiselpumpe. | Hintergrund der Erfindung |

Bei Kreiselpumpen wird eine Drehbewegung eines Laufrades zur Fôrderung eines Fluids genutzt.

Das zu fôrdernde Fluid tritt über eine Saugôffnung in einen Pumpenraum der

Kreiselpumpe ein, wird von dem rotierenden Laufrad erfasst und in der Folge in einen Lei- tungsabschnitt, der auch als Druckrohr bezeichnet wird, befördert.

Aufgrund ihrer Robustheit gegenüber mit Feststoffen versetzten Fluiden werden Kreis- pumpen als Abwasserpumpen, insbesondere Pumpen von Abwasserhebeanlagen, einge-

setzt, bei denen das Abwasser in der Regel in einem Sammelbehälter zur Zwischenspeiche- rung gesammelt wird.

Damit das Fluid nach jedem Pumpvorgang in den Pumpenraum | nachströmen und die Kreiselpumpe mit hoher Effizienz fördern kann, muss die Kreisel- | pumpe entlüftet werden.

Dazu ist es üblich, Entlüftungsöffnungen im Pumpenraum vorzu- | sehen, durch die die Luft aus dem Pumpenraum entweichen kann.

Die Entlüftungsôffnung | ist in der Regel am hôchsten Punkt des Pumpenraums angeordnet, bei vertikal aufgestellten | Kreiselpumpen oberhalb des Laufrades. |

Wenn die Kreiselpumpe fördert, tritt aufgrund des Druckunterschiedes zwischen dem hö- heren Druck innerhalb des Pumpenraums und dem niedrigeren Druck auf der dem Pum- | penraum abgewandten Seite der Entlüftungsöffnung ein in Kauf zu nehmender Verlust- strom des Fluids durch die Entlüftungsöffnung ein.

Der Verluststrom des Fluids wird übli- cherweise über eine Entlüftungsleitung von der Pumpe weg- bzw. bei Abwasserhebeanla- gen in den Sammelbehälter zurückgeführt.

Allerdings kann im Betrieb der Kreiselpumpe bei geringen Fôrderhôhen und großen Vo- lumenstrômen des zu fordernden Fluids der Effekt eintreten, dass sich die oben beschrie- benen Druckverhältnisse umkehren, so dass an der Entlüftungsôffnung innerhalb des Pum- penraums ein geringerer absoluter Druck herrsch als der Druck auf der dem Pumpenraum abgewandten Seite der Entlüftungsôffnung.

Der Druck auf der dem Pumpenraum abge- wandten Seite der Entlüftungsäffnung entspricht bei offenen Systemen in der Regel einem Umgebungsdruck der Pumpe bzw. bei geschlossenen Abwasserhebeanlagen dem Druck im Sammelbehälter der Abwasserhebeanlage.

Die umgekehrten Druckverhältnisse führen dazu, dass sich während des Pumpenlaufs auch eine umgekehrte Strömung einstellt, nämlich von außerhalb der Pumpe durch die Entlüf- tungsleitung und Entlüftungsôffnung in den Pumpenraum.

Für Abwasserhebeanlagen be- deutet dies, dass abhängig davon, ob sich das der Entlüftungsôffnung abgewandte Ende der Entlüftungsleitung gerade oberhalb oder unterhalb einer Füllhôëhe im Sammelbehälter be- ‚findet, entweder Luft oder Fluid mit den darin befindlichen Feststoffen durch die Entlüf- tungsleitung in den Pumpenraum befördert wird.

Ein Lufteintrag in den Pumpenraum führt zu einem Leistungseinbruch der Kreiselpumpe.

Weiterhin kommt es durch den Lufteintrag zu einem unerwünschten Geräuschanstieg.

Feststoffe im Fluid können die Entlüftungsleitung und/oder die Entlüftungsöffnung ver- stopfen, so dass der eigentliche Entlüftungsvorgang während des Füllens des Pumpen- raums der Pumpe nicht mehr oder nur noch unzureichend erfolgen kann, was ebenfalls zu einem Leistungseinbruch führt. | _

| 3 LU101566 Beschreibung der Erfindung Ausgehend von dieser Situation ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Krei- selpumpe und eine Hebeanlage der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass die Kreiselpumpe bzw. Hebeanlage leise im Betrieb ist und zuverlässig ohne Leistungsein- ; bruch aufgrund von Lufteintrag und/oder Verstopfung eines Entlüftungssystems einer Hydraulik der Pumpe arbeitet..

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach wird die Aufgabe gelöst durch eine Kreiselpumpe zum Befördern eines Fluids mit einem einen Pumpenraum ausbildenden Pumpengehäuse, wobei in dem Pumpenraum ein Laufrad vorgesehen ist, in dem Pumpengehäuse eine Saugöffnung zum Ansaugen des Fluids in den Pumpenraum vorgesehen ist, in dem Pumpengehäuse bezogen auf die Saug- öffnung hinter dem Laufrad eine Entlüftungsöffnung vorgesehen ist, und wobei an der Ent- lüftungsôffnung ein selbsttätiges Ventil vorgesehen ist, durch welches Luft aus dem Pum- penraum entweichen kann.

Ein wesentlicher Punkt der nachfolgend näher beschriebenen Lösung liegt darin, dass an der Entlüftungsäffnung das selbsttätige Ventil angeordnet ist. Das Ventil ermöglicht einen ungehinderten Durchlass von Luft über die Entlüftungsöffnung. Bei geöffnetem Ventil kann Luft über die Entlüftungsöffnung aus dem Pumpenraum entweichen, was zur Entlüf- tung des Pumpenraums führt. Bei geschlossenem Ventil kann keine Luft das Ventil passie- ren und somit weder über die Entlüftungsöffnung aus dem Pumpenraum entweichen noch über die Entlüftungsöffnung in den Pumpenraum gelangen. Unter einem selbsttätigen Ven- til wird im Sinne der Erfindung ein Ventil verstanden, welches automatisch ohne Hilfsenergie öffnet und schließt. In anderen Worten wird der Öffnungs- und Schließvor- gang des Ventils nicht durch elektrische Energie ermöglicht, sondern durch mechanisch bereitgestellte Energie. Die mechanische Energie zum Öffnen und Schließen des Ventils kann von dem Ventil selbst bereitgestellt werden und/oder von dem durch das Ventil strö- mende Medium. Bevorzugt ist das selbsttätige Ventil derart ausgestaltet, dass es aufgrund

4 | LU101566 | von Druckdifferenzen zwischen einer Ventileingangsseite und einer Ventilausgangsseite öffnet und/oder schließt.

Die Ventileingangsseite ist vorliegend die Seite des Ventils im Inneren des Pumpenraumes bei der Entlüftungsôffnung.

Das selbsttätige Ventil ermôglicht, dass Luft aus dem Pumpenraum entweichen kann, was dazu führt, dass die Kreiselpumpe ordnungsgemäß den Pumpenraum entlüften kann, so dass nach jedem Pumpvorgang Fluid durch die Saugôffnung in den Pumpenraum nach- strömen kann.

Somit ermöglicht das Ventil, dass Luft von der Ventileingangsseite zur Ven- tilausgangsseite strömen kann.

Das selbsttätige Ventil stellt sicher, dass die Kreiselpumpe mit hohem hydraulischem Wirkungsgrad fördern kann.

Weiterhin verhindert das selbsttäti- ge Ventil, dass Luft in umgekehrter Richtung, sprich von außerhalb der Pumpe über die Entlüftungsöffnung in den Pumpenraum einströmen kann.

In anderen Worten verhindert das Ventil, dass Luft von der Ventilausgangsseite zur Ventileingangsseite strömen kann.

Gegenüber Pumpen ohne selbsttätiges Ventil ist der hydraulische Wirkungsgrad der erfin- dungsgemäßen Kreiselpumpe auch bei geringen Förderhöhen und großen Volumenströmen des zu fördernden Fluids konstant hoch.

Weiterhin werden unerwünschte Geräuschent- wicklungen vermieden, so dass ein leiser Betrieb der Pumpe möglich ist.

Bevorzugt lässt sich die Kreiselpumpe für eine hydraulische Anlage eines Gebäudes verwenden, bei- spielsweise in einer Abwasserhebeanlage.

Dementsprechend kann das Fluid auch Feststof- : fe enthalten, wobei der in dem Fluid enthaltene Feststoff Verunreinigungen jeglicher Art, | beispielsweise Dreck, Papier, Fäkalien oder dergleichen umfassen kann. | Bei der Kreiselpumpe wird das Fluid durch eine Drehbewegung des Laufrades befördert. | In diesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass das Laufrad über eine sich in axialer Richtung erstreckende Motorwelle mit einem Antriebsmotor verbunden ist.

Im Be- trieb strömt das Fluid von außerhalb der Pumpe durch die Saugöffnung im Pumpengehäuse in den Pumpenraum hinein, indem sich das sich drehende Laufrad befindet.

Zur Förderung des Fluids wird neben einer tangentialen Beschleunigung des Fluids, eine in radialer Rich- tung auftretende Fliehkraft genutzt, so dass Kreiselpumpen ebenso als Zentrifugalpumpen bezeichnet werden.

Vom Pumpenraum wird das Fluid bevorzugt in einen Leitungsab- schnitt, der auch als Druckrohr bezeichnet wird, befördert.

Zwecks Entlüftung des Pum- penraumes weist die Kreiselpumpe bezogen auf die Saugôffnung hinter dem Laufrad die

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LU101566 Entlüftungsäôffnung auf.

Bevorzugt befindet sich die Entlüftungsôffnung an der höchsten Stelle des Pumpenraums.

Die durch die Entlüftungsöffnung entweichende Luft kann einen Fluidanteil aufweisen. 5 In vielen Fällen befindet sich die Saugôffnung der Kreiselpumpe am tiefsten Punkt des Pumpengehäuses, so dass die Kreiselpumpe das Fluid möglichst weit abpumpen kann, oh- ne dass hohe Restfluidmengen unterhalb der Saugöffnung verbleiben.

Bei solchen vertikal aufgestellten Kreiselpumpen entspricht die axiale Richtung der Motorwelle der Lotrich- tung.

Bei vertikal aufgestellten Kreiselpumpen ist die Entlüftungsôffnung bevorzugt ober- halb der Hohe, an der das Laufrad an der Motorwelle befestigt ist.

Allerdings sind auch andere Konstruktionen und Aufstellungen der Kreiselpumpe möglich, bei denen sich die Motorwelle in horizontaler Richtung erstreckt.

Bei horizontaler Aufstel- lung befindet sich die Saugöffnung in der Regel nicht am tiefsten Punkt des Pumpengehäu- ses.

Die Entlüftungsöffnung befindet sich bei horizontaler Aufstellung auf die horizontale Richtung bezogen bevorzugt neben der Befestigungsstelle des Laufrades an der Motorwel- le und auf der der Saugôffhung abgewandten Seite des Laufrades. | Wie bereits erwähnt, ermöglicht das selbsttätige Ventil, dass Luft aus dem Pumpenraum | entweichen kann und verhindert, dass Luft von außerhalb der Pumpe über die Entlüftungs- { Sffnung in den Pumpenraum einstrômen kann.

Grundsätzlich ist es also möglich, dass das | Ventil aufgrund der Strömung der Luft aus dem Pumpenraum hinaus öffnet.

In diesem Fall würde das Ventil öffnen, wenn der Druck auf der Ventileingangsseite größer ist als auf der Ventilausgangsseite, Allerdings ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Ventil derart ausgestaltet ist, dass es offen ist, wenn im Pumpenraum bei der Entlüftungsöffnung der gleiche oder ein höherer Druck vorhanden ist wie ein Um- N gebungsdruck auf der Ventilausgangsseite.

In anderen Worten bedeutet dies, dass bevor- | zugt bei gleichem Druck auf der Ventileingangsseite und Ventilausgangsseite das Ventil offen ist.

Dies ermöglicht, dass beim Fördern der Pumpe die Luft ungehindert vom Ventil aus dem Pumpenraum entweichen kann.

Die Entlüftung des Pumpenraumes ist also wider- standslos, sprich es muss sich nicht erst ein Überdruck im Pumpenraum aufbauen, der das Ventil öffnet, bevor die Luft aus dem Pumpenraum entweichen kann. .

x . N . . LU101566 Wie auch aus dem Stand der Technik bekannt; tritt bei Förderung der Kreiselpumpé ein in | Kauf zu nehmender Verluststrom des Fluids aus dem Pumpenraum durch die Entlüftungs- { öffnung ein.

Wenn — wie bei Abwasserhebeanlagen üblich — der Verluststrom des Fluids | über eine Entlüftungsleitung von der Pumpe in einen Sammelbehälter der Abwasserhebe- | ; anlagen zurückgeführt wird, entspricht der Urngebungsdruck auf der Ventilausgangsseite / dem Druck im Sammelbehälter der Abwasserhebeanlage.

Bei offenen Systemen entspricht | der Umgebungsdruck auf der Véntilausgangsseite dem Umgebungsdruck außerhalb der | Pumpe, also in der Regel Normaldruck. | | Hinsichtlich des SchlieBens des Ventils ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der | Erfindung vorgesehen, dass das Ventil derart ausgestaltet ist, dass es schließt, wenn im | Pumpenraum bei der Entlüftungsäffnung ein geringerer Druck vorhanden ist als der Um- | gebungsdruck auf der Ventilausgangsseite.

In anderen Worten schließt das Ventil, sobald | sich auf der Ventileingangsseite ein geringerer Druck einstellt als auf der Ventilausgangs- | seite.

Somit kann bei Betrieb der Pumpe im rechten Kennlinienbereich, sprich bei geringer | Förderhöhe und großen Volumenstrômen des zu fordernden Fluids, vom Ventil verhindert | werden, dass Luft von außerhalb der Pumpe über die Entlüftungsöffnung in den Pumpen- | raum gelangen kann.

Bevorzugt schlieBt sich das Ventil, aufgrund des sich kurzzeitig ein- | stellenden Volumenstroms von Luft von der Ventilausgangsseite zur Ventileingangsseite. | Weiter bevorzugt wird die Bewegungsenergie des Volumenstroms genutzt, um das Ventil | zu schließen.

Insbesondere ist vorgesehen, dass sich das Ventil schließt, sobald sich auf der | Ventileingangsseite ein geringerer Druck einstellt als auf der Ventilausgangsseite und so- | lange geschlossen bleibt, wie diese Druckverhältnisse bestehen bleiben.

Derart wird vom | Ventil der Riickstrom von Luft in den Pumpenraum verhindert. | Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ventil als | selbstschlieBendes Klappenventil ausgestaltet ist.

Bevorzugt ist das selbstschlieBende | Klappenventil zumindest teilweise offen, wenn der Druck auf der Ventileingangsseite dem | Druck auf der Ventilausgangsseite entspricht, Weiter bevorzugt ist es möglich, dass eine / Klappe des Klappenventils durch die von der Ventileingangsseite zur Ventilausgangsseite | hindurchtretende Luft beim Entliiften der Pumpe und/oder durch das als Verluststrom |

LU101566 / durchtretende Fluid im Betrieb der Pumpe weiter geöffnet wird. Kommt es beispielsweise | durch Betrieb der Pumpe im rechten Kennlinienbereich, sprich bei geringer Fôrderhôhe | und großen Volumenstrômen des zu fôrdernden Fluids, zur Situation, dass sich auf der | Ventileingangsseite ein geringerer Druck einstellt als auf der Ventilausgangsseite, kehrt ‘ sich der Volumenstrom kurzzeitig um, was zum Schließen des Klappenventils führt. Be- | vorzugt weist das Ventil eine Formsteifigkeit derart auf, dass das Ventil bei gleichem Druck vor und hinter dem Ventil komplette öffnet. Das selbstschlieBende Klappenventil | hat den Vorteil, dass es aufgrund seines einfachen Aufbaus sehr robust ist und ohne großen | Aufwand produziert werden kann.

/ Als Alternative zum Klappenventil ist das Ventil gemäß einer bevorzugten Weiterbildung | der Erfindung als Entenschnabelventil ausgestaltet. Das Entenschnabelventil ist bevorzugt : ein Ventil aus elastischem Material, das in seiner Form dem Schnabel einer Ente nachge- | bildet ist. Bevorzugt weist das der Ventileingangsseite entsprechende Ende des Enten- | schnabelventils eine zur Entlüftungsöffnung korrespondierende Form auf. Das andere Ende : des Entenschnabelventils, also das der Ventilausgangsseite entsprechende Ende, weist be- | vorzugt eine abgeflachte Form auf. Das Entenschnabelventil ist bevorzugt derart ausgestal- : tet, dass es den Luftstrom aus dem Pumpenraum durch die Entlüftungsöffnung uneinge- ) schränkt zulässt. Tritt hingegen eine Strömungsumkehr ein, so dass kurzzeitig Luft von . außerhalb der Pumpe durch die Entlüftungsöffnung in den Pumpenraum strömt, schließt das Ventil und verhindert dadurch das Rückströmen sowohl von eventuell mit Feststoff belastetem Fluid als auch von Luft in den Pumpenraum. Das Entenschnabelventil hat den Vorteil, dass es schon bei sehr geringen Druckunterschieden zwischen Ventileingangsseite / und Ventilausgangsseite schließt und eine sehr kurze Ansprechzeit aufweist. / In diesem Zusammenhang ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vor- ; gesehen, dass das Ventil als schlauchförmiges Ventil mit zwei Lappen ausgestaltet ist, die : sich bei Rückstrom aneinanderlegen und/oder bei Riickstau aneinandergelegt sind. In ande- ren Worten weist das der Ventileingangsseite entsprechende Ende des Ventils bevorzugt j eine schlauchfô&rmige Form auf und das der Ventilausgangsseite entsprechende Ende weist zwei Lappen auf. Die Lappen sind bevorzugt zwei sich gegentiberliegende lappenähnliche : Endstiicke des Schlauchmantels. Das SchlieBen des Ventils wird bevorzugt erreicht, indem sich bei Rückstrom die Lappen des Ventils aneinanderlegen und derart einen Querschnitt des Schlauches verschließen. Die Lappen bleiben bei Rückstau aneinandergelegt und der Querschnitt verschlossen, so dass das Ventil das Einströmen von Luft in den Pumpenraum bei umgekehrten Druckverhältnissen verhindert. Das Ventil hat den Vorteil, dass es schon bei sehr geringen Druckunterschieden zwischen Ventileingangsseite und Ventilausgangs- seite anspricht und den Querschnitt sehr schnell verschließt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ventil aus einem Elastomer, bevorzugt aus einem fluorierten Elastomer ausgestaltet ist. Da das Ventil zum Schließen und Öffnen bevorzugt eine Formänderung durchführt, hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das Ventil aus einem Elastomer hergestellte ist. Insbesondere hat sich Kautschuk, besonders bevorzugt Fluorkautschuk (FKM) als günstig erwiesen. Al- ternativ ist es aber auch möglich andere fluorierte Elastomer einzusetzen, wie beispielswei- se Perfluorkautschuk (FFKM), Tetrafluorethylen/Propylen-Kautschuke (FEPM) und/oder | fluorierter Silikonkautschuk (FVMQ). Die genannten Materialien haben den Vorteil, dass sie besonders beständig gegen Chemikalien sind, was insbesondere für Abwasserhebeanla- gen aufgrund der Fäkalien günstig ist. Weiterhin sind die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Verformbarkeit und Verarbeitbarkeit der Materialien besonders geeignet, um das selbsttätige Ventil herzustellen. Darüber hinaus kann das Elastomer aus anderen elastischen Werkstoffen gestaltet sein. Hinsichtlich der Ausgestaltung des selbsttätigen Ventils ist gemäß einer bevorzugten Wei- terbildung der Erfindung vorgesehen, dass eine Wandstärke des Ventils von der Ventilein- gangsseite zur Ventilausgangsseite abnimmt. Die abnehmende Wandstärke gibt dem Mate- | rial des Ventils die notwendige Flexibilität, um zu schließen bzw. zu öffnen. Bevorzugt beträgt die Wandstärke auf der Ventileingangsseite 2 mm und auf der Ventilausgangsseite 0,4 mm, weiter bevorzugt 0,2 mm. Weiterhin ist bevorzugt vorgehsehen, dass der Quer- schnitt des Ventils auf der Ventileingangsseite kreisförmig ist und auf der Ventilausgangs- seite kreis-, ellipsen-, mandel-, und/oder linsenförmig. Der Durchmesser der kreisförmigen Ventilausgangsseite ist bevorzugt größer als der Durchmesser der ellipsen-, mandel-, und/oder linsenförmigen Ventilausgangsseite. Weiterhin ist bevorzugt vorgehsehen, dass das Ventil eine konisch abnehmende Form aufweist, bei der sich der Durchmesser von der

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. LU101566 Ventileingangsseite zur Ventilausgangsseite stetig verringert. Die konische Form weist bevorzugt einen Steigungswinkel von 3 Grad auf. Das Ventil kann grundsätzlich direkt an der dem Pumpenraum abgewandten Seite der Ent- lüftungsôffnung angebracht sein. Alternativ ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass zwischen dem Ventil und der Entlüftungsäffnung ein in das Pumpengehäuse integrierter Entlüftungskanal oder ein mit dem Pumpengehäuse verbunde- ner Entlüftungsschlauch vorgesehen ist. Ein Entlüftungsschlauch zwischen Entlüftungsôff- nung und Ventil erhôht die Flexibilität der Kreiselpumpe. Der Entlüftungsschlauch ist be- vorzugt flexibel, so dass insbesondere bei Abwasserhebeanlagen die Rückführung des Ver- luststromes in den Sammelbehälter der Abwasserhebeanlage durch eine gesonderte Off- nung im Sammelbehälter vorgenommen werden kann. Alternativ wird durch den in das Pumpengehäuse integrierten Entlüftungskanal die Handhabung und Robustheit der Pumpe vereinfacht. Der integrierte Entlüftungskanal führt bevorzugt von der Entlüftungsäffnung | 15 weg zu einer Außenseite der Kreiselpumpe. Aufgrund der Integration des Entlüftungska- nals in das Pumpengehäuse kann der Entlüftungskanal kaum vom Pumpengehäuse weg- brechen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Kreiselpumpe einen An- triebsmotor auf, wobei das Laufrad in Wirkverbindung mit einer Motorwelle des An- triebsmotors steht. Die Drehbewegung des Laufrades, welches für die Fôrderung des Fluid , verantwortlich ist, wird bevorzugt über eine sich in axialer Richtung erstreckende Motor- welle vom Antriebsmotor an das Laufrad weitergegeben. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilig erwiesen, wenn die Saugôffnung konzentrisch zur Achse der Motorwelle ausgeführt ist. Damit ist die Saugôffnung auch konzentrisch zum Laufrad angeordnet. Wei- ter bevorzugt ist an einem Motorflansch des Antriebsmotors das Pumpengehäuse ange- bracht. | Die erfindungsgemäße Kreiselpumpe eignet sich grundsätzlich zur Förderung jeglichen Fluids. Aufgrund ihrer Robustheit gegenüber Feststoffen und Chemikalien eignet sich die Kreiselpumpe insbesondere zur Verwendung als Schmutzwasser und/oder Abwasser- Tauchpumpe. Schmutzwasser- und/oder Abwasser-Tauchpumpen dienen insbesondere

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| LU101566 zum Abpumpen von verdrecktem Wasser beispielsweise von Hochwasser, in überfluteten Baugruben, in Waschküchen, in schlammigen Gruben, in Biotopen und/oder von Garten- teichen, von Sickerschächten sowie in Kellern, und insbesondere zum Pumpen von Wasser mit verschiedenen Verunreinigungsgraden wie beispielsweise Steine, Schlamm Geröll oder | 5 Fäkalien. Durch die vorgeschlagene Verwendung lässt sich ein geräuscharmer Betrieb und eine zuverlässige Entlüftung des Pumpenraums der Schmutzwasser- und/oder Abwasser- Tauchpumpe sicherstellen. Darüber hinaus kann die Kreiselpumpe auch für eine Heizung mit Heizkôrpern, eine Radiatorheizung, eine Fußbodenheizung, eine Deckenkiihlung, eine Wasserzirkulation in einer Trinkwasseranlage oder eine Trinkwasseranlage mit Speicher- 10 ladesystem verwendet werden, wobei vorstehende Aufzählung nicht abschließend ist, son- dern weitere, hier nicht genannte Anlagenarten umfasst sein kônnen. Ferner wird die Aufgabe durch eine Hebeanlage umfassend einen Sammelbehälter und eine wie oben beschriebene Kreiselpumpe gelöst, wobei die Kreiselpumpe mit dem Sam- melbehélter derart verbindbar ist, dass die Saugôffnung einem Inneren des Sammelbehäl- ters zugewandt ist und wobei das selbsttätige Ventil mit dem Sammelbehälter verbindbar ist. Insbesondere kann es bei Hebelanlagen vorteilhaft sein, wenn das selbsttätige Ventil nicht direkt an der Entlüftungsôffnung angebracht ist, sondern zwischen dem Ventil und der Entlüftungsôffnung der in das Pumpengehäuse integrierte Entlüftungskanal oder der mit dem Pumpengehäuse verbundene Entlüftungsschlauch vorgesehen ist. Derart ist das Ventil gut zugänglich und kann auf einfache Weise zurück in den Sammelbehälter geführt werden und an diesem befestigt werden.

Grundsätzlich ist es möglich, dass der Sammelbehälter der Hebeanlage eine Öffnung auf- weist, die korrespondierend zum Pumpengehäuse ausgebildet ist. Die Offnung des Sam- melbehälters kann durch das Aufbringen der Pumpe auf die Öffnung verschlossen werden, wobei vorteilhafterweise die Saugôffnung der Kreiselpumpe dem Inneren des Sammelbe- hälters zugewandt ist. Insbesondere in dieser Form ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Ventil und der Entlüftungsäffnung der flexible Entliiftungsschlauch vorgesehen ist. Dies ms EEE ermöglicht, das Ventil an einer weiteren Öffnung am Sammelbehälter anzubringen und derart den Verluststrom zurück in den Sammelbehälter zu führen.

Alternativ ist es möglich, dass wenigstens ein Teil einer Behälterwand des Sammelbehäl- , 5 ters von dem die Saugöffnung aufweisenden Pumpengehäuse ausgebildet ist.

In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass die Behälterwand derart geformt ist, dass sie ein Unterteil eines wenigstens zweiteiligen Pumpengehäuses formt.

Die Öffnung in der Behälterwand ist demnach die Saugöffnung der Kreiselpumpe.

Insbesondere in dieser Form ist es vorteil- haft, wenn zwischen dem Ventil und der Entlüftungsöffnung der in das Pumpengehäuse integrierte Entlüftungskanal vorgesehen ist.

Der integrierte Entlüftungskanal führt bevor- zugt von der Entlüftungsöffnung weg zu einer Außenseite der Kreiselpumpe, die bevorzug- terweise ebenfalls von der Behälterwand geformt wird.

Derart kann das selbsttätige Ventil direkt an die Behälterwand montiert werden und den Verluststrom zurück in den Sammel- / behälter zurückführen.

Die Hebeanlage weist durch diese Konstruktion eine sehr kompakte Form auf.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein An- / triebsmotor der Kreiselpumpe wenigstens teilweise außerhalb des Sammelbehälters ange- ordnet ist.

Es hat sich insbesondere im Hinblick auf die Wartung der Hebeanlage als güns- tig erwiesen, wenn der Antriebsmotor zumindest teilweise außerhalb des Sammelbehälters angeordnet ist.

Bevorzugt ist der Antriebsmotor vollständig außerhalb des Sammelbehäl- ters positioniert.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Verwendung der Kreiselpumpe und/oder der Hebeanlage ergeben sich für den Fachmann in Analogie zu der zuvor beschriebenen Krei- selpumpe.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen an- hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. |

In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Kreiselpumpe in einer Hebeanlage gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines selbsttätigen Ventils der Kreiselpumpe aus Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer Kreiselpumpe in einer Hebeanlage mit einer alternativen Ausführungsform des Ventils gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und | Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer Kreiselpumpe in einer Hebeanlage gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele ; 20 Figur 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Kreiselpumpe 10 in einer Hebeanlage ) 12 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Kreiselpumpe 10 weist ein einen Pumpenraum 14 ausbildendes Pumpengehäuse 16 auf. Innerhalb des Pum- | penraumes 14 ist ein Laufrad 18 angeordnet. Das Laufrad 18 ist über ein sich in axialer ‘ Richtung 20 erstreckende Motorwelle 22 mit einem Antriebsmotor 24 der Kreiselpumpe | 25 10 verbunden. Das Pumpengehäuse 16 weist konzentrisch zur Achse 20 der Motorwelle 22 eine Saugöffnung 26 auf, durch die ein Fluid in den Pumpenraum 14 strömen kann. Von | der Drehbewegung des Laufrads 18 erfasst, wird das Fluid in einen Druckstutzen 28 (nur ; in Figur 4 dargestellt) befôrdert. Die Saugôffnung 26 der Kreiselpumpe 10 befindet sich am tiefsten Punkt des Pumpengehäuses 16, und die axiale Richtung 20 der Motorwelle 22 | 30 entspricht der Lotrichtung. Weiterhin weist das Pumpengehäuse 16 der Kreiselpumpe 10 | bezogen auf die Saugöffnung 26 hinter dem Laufrad 18 eine Entlüftungsöffnung 30 auf. ; Bei der Kreiselpumpe 10 in Figur 1 ist die Entlüftungsôffnung 30 am höchsten Punkt des

PTE EE AAA

| 13 LU101566 | Pumpenraums 14 und oberhalb der Hohe, an der das Laufrad 18 an der Motorwelle 18 be- festigt ist. An der Entlüftungsöffnung 30 ist ein selbsttätiges Ventil 32 vorgesehen, durch welches Luft aus dem Pumpenraum 14 entweichen kann. Vorliegend schließt sich das Ventil 32 über einen flexiblen Entlüftungsschlauch 34 an die Entlüftungsöffnung 30 an.

; ; Die Hebeanlage 12 weist weiterhin einen Sammelbehälter 36 auf, der mit der Kreiselpum- pe 10 verbindbar ist. Zum Verbinden der Kreiselpumpe 10 mit dem Sammelbehälter 36 weist eine Behälterwand 38 des Sammelbehälters 36 eine Offnung auf, die korrespondie- rend zum Pumpengehäuse 16 ausgebildet ist. Im hier bevorzugten Ausführungsbeispiel | 10 sind Kreiselpumpe 10 und Sammelbehälter 36 derart verbunden, dass die Saugöffnung 26 | der Kreiselpumpe 10 einem Inneren des Sammelbehälters 36 zugewandt ist. Weiterhin : zeigt Figur 1, dass das Ventil 32 in eine weitere Öffnung des Sammelbehälters 36 ange- bracht ist, so dass die Entlüftungsôffnung 30 über den Entliiftungsschlauch 34 und das Ventil 32 mit dem Inneren des Sammelbehälters 36 verbunden ist. Vorliegend entspricht / 15 die Seite des Ventils 32, die der Entlüftungsôffnung 30 zugewandt ist, einer Ventilein- | gangsseite 40 und die Seite des Ventils 32, die dem Inneren des Sammelbehälters 36 zu- gewandt ist einer Ventilausgangsseite 42. ; Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Ventils 32 aus Figur 1. Das Ventil 32 ist als Entenschnabelventil 32b ausgestaltet, wobei Figur 2 das Ventil 32b in geôffnetem Zustand ; darstellt. Der Querschnitt des Ventils 32b auf der Ventileingangsseite 40 ist vorliegend | zylindrisch und korrespondierend zum Querschnitt des Entlüftungsschlauchs 34 ausgestal- | tet. Der Querschnitt des Ventils 32b auf der Ventilausgangsseite 42 ist vorliegend mandel- | förmig und etwas kleiner als der Querschnitt der Ventileingangsseite 40, Das Ventil 32b | 25 weist somit eine konische Form auf, wobei ein Steigungswinkel 3 Grad beträgt. Weiterhin | nimmt eine Wandstärke 44 von der Ventileingangsseite 40 zur Ventilausgangsseite 42 von | 4 mm auf 0,4 mm ab. Das Ventil 32b weist an der Ventilausgangsseite 42 zwei einander | gegenüberliegende Lappen 46 auf, die aus einer Mantelfläche des Ventils 32b gebildet : sind. Das Ventil 32b ist vorliegende aus FKM hergestellt. | 30 | Figur 3 zeigt eine schematische Schnittansicht der Kreiselpumpe 10 in der Hebeanlage 12 | mit einer alternativen Ausführungsform des Ventils 32 gemäß einem weiteren bevorzugten |

; 14 LU101566 Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Vergleich zum Entenschnabelventil 32b aus Figur 1 und 2, ist das Ventil 32 in Figur 3 als selbstschlieBendes Klappenventil 32a ausgestaltet. Der Querschnitt des Ventils 32a in Figur 3 ist für die Ventileingangsseite 40 wie für die Ventilausgangsseite 42 kreisformig, wobei der Durchmesser gleich groß ist. An der Ven- tilausgangsseite 42 befindet sich eine kreisfürmige Klappe 48.

Wie des Weiteren auf Figur 3 zu erkennen, ist das Ventil 32a nicht an einem flexiblen Ent- | lüftungsschlauch 34 befestigt, sondern an einem in das Pumpengehäuse 16 integrierten ; Entlüftungskanal 50. Analog zu Figur 1 mündet das Ventil 32a ebenfalls im Sammelbehäl- : 10 ter 36 der Hebeanlage 12. Im Gegensatz zu Figur 1 ist beim Sammelbehélter 36 in Figur 3 wenigstens ein Teil der Behälterwand 38 von dem die Saugöffnung 26 aufweisenden Pum- pengehäuse 16 ausgebildet. Die Behälterwand 38 ist derart geformt, dass sie ein Unterteil des wenigstens zweiteiligen Pumpengehäuses 16 formt. Der in das Pumpengehäuse 16 | integrierte Entlüftungskanal 50 führt von der Entlüftungsäffnung 30 im Pumpenraum 14 : 15 weg zu einer Außenseite der Kreiselpumpe 10, die ebenfalls von der Behälterwand 38 ge- ; formt wird.

Figur 4 zeigt eine schematische Schnittansicht der Kreiselpumpe 10 in der Hebeanlage 12, gemäß einem weiteren bevorzugten Ausfithrungsbeispiel der Erfindung. Das Ventil 32 ist in Figur 4 analog zu Figur 1 und 2 als Entenschnabelventil 32b ausgestaltet, Analog zu | Figur 3 ist das Ventil 32b an den in das Pumpengehäuse 16 integrierten Entlüftungskanal 50 montiert. Ebenfalls ist der Sammelbehälter 36 analog zur Hebeanlage 12 in Figur 3 auf- gebaut. In Figur 4 ist zu erkennen, dass es sich beim Laufrad 18 um ein einseitig offenes Laufrad 18 handelt und die Kreiselpumpe ein großzügiger Pumpenraum 14 mit großer ; 25 Saugdffnung 26 aufweist. Weiterhin ist zu erkennen, dass das durch die Saugôffnung 26 in | den Pumpenraum 14 eingesaugte Fluid überwiegend durch radiale Strömung in den Druck- stutzen 28 befördert wird. Aufgrund des einseitig offenes Laufrads 18, des geräumigen | Pumpenraums 14 und des großzügigen Durchmessers des Druckstutzens 28 ist die Kreis- | pumpe 10 besonders geeignet, mit Feststoffen versetzte Fluide zu fördern.

| Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind lediglich Beispiele, die im Rahmen der An- sprüche auf vielfältige Weise modifiziert und/oder ergänzt werden können. Jedes Merkmal,

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| 4 % 15 LU101566 das für ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann eigenständig oder in Kombination mit anderen Merkmalen in einem beliebigen anderen Ausführungsbeispiel genutzt werden.

Jedes Merkmal, dass für ein Ausführungsbeispiel einer bestimmten Kate- gorie beschrieben wurde, kann auch in entsprechender Weise in einem Ausführungsbei- spiel einer anderen Kategorie eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

Kreiselpumpe 10

Claims

° Patentansprüche

1. Kreiselpumpe (10) zum Befôrdern eines Fluids mit einem einen Pumpenraum (14) ausbildenden Pumpengehäuse (16), wobei in dem Pumpenraum (14) ein Laufrad (18) vorgesehen ist, in dem Pumpengehäuse (16) eine Saugôffnung (26) zum Ansaugen des Fluids in den Pumpenraum (14) vorgesehen ist, in dem Pumpengehäuse (16) bezogen auf die Saugôffnung (26) hinter dem Lauf- rad (18) eine Entlüftungsôffnung (30) vorgesehen ist, und wobei an der Entlüftungsôffnung (30) ein selbsttätiges Ventil (32) vorgesehen ist, durch welches Luft aus dem Pumpenraum (14) entweichen kann.

2. Kreiselpumpe (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Ventil (32) derart ausgestaltet ist, dass es offen ist, wenn im Pumpenraum (14) bei der Entlüftungsäôffnung | 15 (30) der gleiche oder ein höherer Druck vorhanden ist wie ein Umgebungsdruck auf einer Ventilausgangsseite (42).

3. Kreiselpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Anspriiche, wobei das Ventil (32) derart ausgestaltet ist, dass es schließt, wenn im Pumpenraum (14) bei der Entliiftungs- Öffnung (30) ein geringerer Druck vorhanden ist als ein Umgebungsdruck auf einer Ven- tilausgangsseite (42).

4. Kreiselpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Anspriiche, wobei das Ventil (32) als selbstschlieBendes Klappenventil (32a) ausgestaltet ist.

5. Kreiselpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Anspriiche, wobei das Ventil (32) als Entenschnabelventil (32b) ausgestaltet ist.

6. Kreiselpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Anspriiche, wobei das Ventil (32) als schlauchfôrmiges Ventil (32) mit zwei Lappen (46) ausgestaltet ist, die sich bei Rück- strom aneinanderlegen und/oder bei Riickstau aneinandergelegt sind.

7. Kreiselpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventil (32) aus einem Elastomer, bevorzugt aus einem fluorierten Elastomer ausgestaltet ist.

8. Kreiselpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Ventil (32) und der Entlüftungsöffnung (30) ein in das Pumpengehäuse (16) integrierter Entlüftungskanal (50) oder ein mit dem Pumpengehäuse (16) verbundener Entlüftungs- schlauch (34) vorgesehen ist.

9. Kreiselpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem An- | 10 triebsmotor (24) und wobei das Laufrad (18) in Wirkverbindung mit einer Motorwelle | (22) des Antriebsmotors (24) steht.

;

10. Kreiselpumpe (10) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüchen, wobei die | Saugöffnung (26) konzentrisch zur Achse (20) der Motorwelle (22) ausgeführt ist. ; 15 |

11. Verwendung einer Kreiselpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Anspriiche als ; Schmutzwasser und/oder Abwasser-Tauchpumpe.

12. Hebeanlage (12) umfassend einen Sammelbehälter (36) und eine Kreiselpumpe (10) ; 20 nach einem der vorhergehenden Kreiselpumpenansprüchen, wobei die Kreiselpumpe (10) ; mit dem Sammelbehälter (36) derart verbindbar ist, dass die Saugôffnung (26) einem ; Inneren des Sammelbehälters (36) zugewandt ist und wobei das selbsttätige Ventil (32) | mit dem Sammelbehälter (36) verbindbar ist. | 25

13. Hebeanlage (12) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei wenigstens ein Teil ; einer Behälterwand (38) des Sammelbehälters (36) von dem die Saugôffnung (26) auf- | weisenden Pumpengehäuse (16) ausgebildet ist. |

14. Hebeanlage (12) nach einem der vorhergehenden Hebeanlageansprüche, wobei ein ; 30 Antriebsmotor (24) der Kreiselpumpe (10) wenigstens teilweise außerhalb des Sammel- | behälters (36) angeordnet ist.

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