DE29718285U1 - Umwälzkreiselpumpe mit Entlüftungseinrichtung - Google Patents

Description

•!«&Kgr;

Anmelder: Grundfos a/s

Poul Due Jensens Vej 7-11
DK - 8850 Bjerringbro

Umwälzkreiselpumpe mit Entlüftungseinrichtung

Die Erfindung geht aus von einer Umwälzkreiselpumpe mit Entlüftungseinrichtung für eine Wärmeerzeugungsvorrichtung für Warmwasser-Heizungsanlagen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In der DE-C2-37 03 434 ist eine Umwälzkreiselpumpe der vorstehenden Art beschrieben. Von dem in Einbaulage unten befindlichen Saugstutzen der Pumpe geht ein Einströmkanal aus, der sich vor dem Saugmund zum Laufrad der Pumpe entlang eines Halbkreises erstreckt und oben horizontal in eine Entlüftungskammer einmündet. Diese Kammer weist in ihrem oberen Bereich eine vertikal nach oben verlaufende Entlüftungsbohrung auf, die in bezug auf die horizontale Einmündung des Einströmkanales im rechten Winkel nach oben verläuft. Die Entlüftungskammer hat weiter einen unteren Auslaß, der zu einem Vorraum führt, dessen Ausgang wiederum dem Saugmund des Pumpenlaufrades vorgeordnet ist. Aus dem Vorraum wird das von Gasblasen befreite Wasser durch das Pumpenlaufrad angesaugt. Der Einströmkanal erweitert sich in seinem Strömungsquerschnitt bis zur Entlüftungskammer, wobei in diesem Kanal ein Drall in dem diesen Kanal durchströmenden Wasser zwecks Abscheidung von Gasblasen aus dem umzuwälzenden Wasser erzeugt wird. Die Gasblasenabscheidung bei dieser Konstruktion beruht auf dem Prinzip der Fliehkraftabscheidung mit Hilfe des erwähnten Dralls, wozu ein relativ langer, bogenförmiger Einströmkanal vorgesehen ist. Um den Drall wiederum zu beseitigen, damit das entlüftete Wasser dem Pumpenlaufrad

* »·	•	• · *	f	·*	•	*
* *	»♦»	»*

zwecks Vermeidung von Strömungsverlusten beruhigt zuströmen kann, ist der erwähnte Vorraum vorgesehen. Insgesamt ist diese vorbekannte Konstruktion . dadurch für die Gasblasenabscheidung bauaufwendig und platzraubend und mit erheblichen Herstellungkosten verbunden (weitere Nachteile?).
5

In der DE-C3-31 09 918 ist eine weitere Umwälzkreiselpumpe mit einer Gasblasenabscheidevorrichtung offenbart. An den unteren Saugstutzen der Pumpe schließt sich ein ringförmiger Einströmkanal an, der sich um einen den Saugmund für das Pumpeniaufrad bildenden Einströmstutzen erstreckt. An dem Pumpengehäuse ist vor dem und um den Einströmstutzen ein Vorgehäuse, das eine Abscheidekammer bildet, mit einem senkrecht nach oben verlaufenden Entlüftungsausgang befestigt. Von der Verbindungsstelle der beiden Gehäuse bis zu dem inneren Einströmstutzen erstreckt sich eine strömungsdurchlässige Zwischenwand, die den ringförmigen, sich um den Einströmstutzen erstreckenden Einströmkanal zur Abscheidekammer hin begrenzt. Das Vorgehäuse wird immer so an dem Pumpengehäuse befestigt, daß der Entlüftungsausgang des Vorgehäuses in Einbaulage der Pumpe vertikal nach oben gerichtet ist. Durch die Einstellbarkeit des Vorgehäuses relativ zu dem Pumpengehäuse können der Saug- und der Druckstutzen des Pumpengehäuses unabhängig von der vertikalen Einbaulage des Entlüftungsausganges eingestellt werden; in jedem Einbaufall verläuft der Entlüftungsausgang des Vorgehäuses daher vertikal nach oben. Auch bei dieser Konstruktion ist die Abführung der aus dem umzuwälzenden Wasser abgeschiedenen Gasblasen nicht optimal, da sich ein Teil der Gasblasen oben in dem ringförmigen Einströmkanal sammelt und durch die erwähnte Zwischenwand am Eintreten in die Abscheidekammer zumindest behindert ist. Außerdem ist der Entlüftungsausgang relativ zu dem Einströmkanal ungünstig positioniert, so daß die Gasblasen nicht optimal zu dem Entlüftungsausgang gelangen können. Des weiteren benötigt das anbaubare Vorgehäuse beträchtlichen Platz und verteuert die Hersteilung der gesamten Pumpe auch insofern, als daß die beiden Gehäuse eine flüssigkeitsdichte Anlagekonstruktion aneinander haben müssen.

In der GB-Patentschrift 1 458 192 ist ein weiteres Pumpengehäuse mit einer Entlüftungseinrichtung für aus der Förderflüssigkeit abgeschiedene Gasblasen beschrieben. An dem eigentlichen Pumpengehäuse ist auch hier ein zweites Gehäuse als Abscheidegehäuse für die im wesentlichen auf Schwerkraft beruhende Gasblasenabscheidung angeschraubt, das zuerst durchströmt wird, bevor die Förderflüssigkeit dann zum Pumpenlaufrad gelangt. Dieses zweite Gehäuse weist zwei Kammern auf, die nacheinander von der Förderflüssigkeit unter mehrfacher Umlenkung durchströmt werden. Die erste Kammer weist einen Eingang und zwei Ausgänge auf, wobei der Eingang und die beiden Ausgänge im unteren Bereich dieser Kammer liegen, während im obersten Bereich dieser Kammer ein senkrecht nach oben gerichtetes Entlüftungsloch vorgesehen ist, an das eine Entlüftungseinheit angeschlossen wird. An die erste, durch eine Querwand abgetrennte Kammer schließt sich eine zweite Kammer mit zwei Eingängen (gleich Ausgänge der ersten kammer) an, in der sich die von Gasblasen im wesentlichen befreite Förderflüssigkeit sammelt, und von dort über einen einzigen Ausgang in das separate Pumpengehäuse angesaugt wird. Das Vorsehen von zwei Kammern in dem Abscheidegehäuse, die durch innere Trennwände relativ komplizierter Form ausgebildet sind, und durch das Erfordernis, das Abscheidegehäuse und das Pumpengehäuse mit ebenen Montageflächen zu versehen, um die beiden Gehäuse dicht miteinander verbinden zu können, ist diese Entlüftungskonstruktion in der Herstellung sehr teuer und hinsichtlich ihrer Abscheidewirkung nicht optimal. Auch ist der Wirkungsgrad der angeschlossenen Pumpe gemindert, da die Förderflüssigkeit zwecks ausreichender Gasblasenabscheidung in dem Abscheidegehäuse vielen Umlenkungen unterworfen ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung einer Umwälzkreiselpumpe der einleitend angeführten Art dahingehend, daß mit einer kompakten und einfachen Konstruktion des Abscheidebereiches der Pumpe eine verbesserte Abscheidung und Abführung von Gasblasen aus der umzuwälzenden Flüssigkeit gewährleistet ist.

• It»» f t· ·* *♦·♦

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich bei kompakter und einfacher Konstruktion des Abscheidebereiches der Pumpe eine im wesentlichen durch Schwerkraft bewirkte, verbesserte Abscheidung und Abführung von Gasblasen aus einem Förderkreis. Die aus dem Einströmkanal drallfrei und auch im wesentlichen wirbelfrei in die Abscheidekammer gelangenden Gasblasen werden durch die Strömungskraft des Förderstromes in diesem Kanal bei ihrem Eintritt in die Kammer sämtlich horizontal vor den Entlüftungsausgang der Kammer geschoben und vereinigen sich dort zu einer größeren Blase, Diese Blase unterliegt ebenfalls der genannten Strömungskraft und wird so sicher in den horizontalen Entlüftungsgang gedrückt und dadurch vollständig durch diesen Gang hindurch abgeführt. Im Gegensatz zum Stand der Technik müssen die in die Abscheidekammer eintretenden Gasblasen nach der erfindungsgemäßen Lösung keine Umlenkung durchlaufen, um in den Entlüftungsgang zu gelangen, wodurch die Gasblasenabführung erheblich verbessert ist (Welche weiteren Vorteile gibt es noch?).

Zur weiteren Optimierung der Gasbiasenabführung aus der Abscheidekammer mündet der Einströmkanal auf gleicher Höhe des Entlüftungsausganges der Abscheidekammer horizontal oder im wesentlichen horizontal oben in diese Kammer ein.

Um den im Einströmkanal in seiner Geschwindigkeit verringerten Förderstrom drall- und wirbelfrei in die Abscheidekammer einzuleiten zwecks weiter optimierter Ansammlung der sich zu einer größeren Blase vereinigenden kleinen Gasblasen vor dem Entlüftungsausgang der Abscheidekammer umfaßt der Einströmkanal einen ersten, sich an den Saugstutzen des Pumpengehäuses anschließenden Strömungsabschnitt, der sich im Querschnitt erweitert, und einen sich daran anschließenden zweiten Strömungsabschnitt, der sich bis zum Einmündungsende des Kanales in die Abscheidekammer erstreckt und einen gleichbleibenden Strömungs-

5
querschnitt zum vorwiegend schwerkraftmäßigen Abscheiden von Gasblasen aufweist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
5

Fig. 1 eine Seitenansicht auf ein Pumpengehäuse mit Abscheidekammer,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung nach 4er Linie IH-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung nach der Linie IV-IV in Fig. 3.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 zeigt ein Gehäuse 1 für eine Umwälzkreiselpumpe mit einer Entlüftungseinrichtung, die für eine Wärmeerzeugungsvorrichtung für Warmwasser-Heizungsanlagen verwendet wird. Das Gehäuse weist in bekannter Weise einen Saugstutzen 2 und einen Druckstutzen 3 sowie einen Raum 4 für das Pumpenlaufrad 5, welches in Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist, auf. Das Gehäuse 1 der Pumpe ist ferner so ausgestaltet, daß es eine Abscheidekammer 6 für Gasblasen aus dem umzuwälzenden Förderstrom aufweist, wobei die Kammer 6 über eine Saugmundöffnung 7 mit dem Raum 4 verbunden ist, so daß das Pumpenlaufrad 5 von Gasblasen befreites Wasser aus der Kammer 6 ansaugen und über den Druckstutzen weiterfördern kann. Wie es am besten aus Fig. 3 zu erkennen ist, ist das Pumpengehäuse 1 im Bereich der Abscheidekammer 6 mit einem oberen Entlüftungsausgang 8 versehen, der zum Ableiten der abgeschiedenen Gasblasen aus dem Förderstrom dient.

In den Fig. 1 bis 4 ist das Gehäuse 1 in Einbaulage der Umwälzkreiselpumpe gezeigt, und es ist insbesondere aus Fig. 3 erkennbar, daß der Entlüftungsausgang 8 horizontal verläuft. Im gezeigten Fall befinden sich der Saugstutzen 2 und der Druckstutzen 3 in einer gemeinsamen vertikalen Ebene 9, so daß der Entlüftungs-

ausgang 8 im rechten Winkel zu dieser Ebene verläuft. Es sind aber auch Ausführungen denkbar, bei denen sich der Saugstutzen und der Druckstutzen in Einbaulage der Pumpe nicht in der Ebene 9 befinden, sondern an anderer Stelle des Gehäuses 1 vorgesehen sind. Auf jeden Fall ist es jedoch so, daß sich der Entlüftungsausgang 8 in Einbaulage der Pumpe horizontal erstreckt.

Wenn das Gehäuse 1 bzw. die entsprechende Umwälzkreiselpumpe in einem kompakten Heizkessel für Warmwasser-Heizungsanlagen eingebaut ist, ist es aus Platzgründen oft erforderlich, an den horizontalen Entlüftungsausgang 8 zunächst ein Rohr anzuschließen, das zu einer Stelle führt, an welcher eine übliche Entlüftungseinheit, beispielsweise in Form eines automatischen Ventiles, zu Wartungsund Bedienungszwecken gut zugänglich montiert werden kann. Es ist alternativ aber auch möglich, an den Entlüftungsausgang 8 unmittelbar eine Entlüftungseinrichtung (nicht gezeigt) anzuschließen, wenn es die Platzverhältnisse am Heizkessei zulassen.

Wie es aus den Fig. 2 und 3 gut zu erkennen ist, ist die Abscheidekammer so ausgebildet, daß sie einen darin eingegliederten Einströmkanal 10 aufweist, der vom Saugstutzen 2 ausgeht und in den übrigen Raum der Kammer 6 einmündet. Hierzu ist innerhalb der Kammer 6 eine Trennwand 11 vorgesehen, die sich vor dem Saugstutzen 2 von der Wand des Gehäuses 1 aus erstreckt und in einen bogenförmig gekrümmten Verlauf übergeht, der einen Winkelbereich von etwa 170° bis 180° umfaßt.

Da auch die gegenüberliegende Kammerwand einen bogenförmigen Verlauf aufweist, wird so ein bogenförmig gekrümmter Einströmkanal 10 ausgebildet. Je nach dem, an welcher Stelle der Saugstutzen 2 am Gehäuse 1 vorgesehen ist, kann der bogenförmige Verlauf des Einströmkanales 10 auch wesentlich geringer sein als 180°, beispielsweise 90°.

t 119 ♦ · · · · *

Wie es in Verbindung mit den Fig. 2, 3 und 4 zu erkennen äst, ist der Einströmkanal 10 so vor dem Saugmund 7 für das Pumpenlaufrad 5 angeordnet, daß er sich teilweise um den Saugmund herum erstreckt, und weiter so in die Abscheidekammer 6 einmündet, daß das Einmündungsende 12 des Einströmkanales 10 dem Entlüftungsausgang 8 in Einbaulage der Umwälzkreiselpumpe horizontal gegenüberliegt (Fig. 3).

In vorteilhafter Ausführung mündet der Einströmkanal 10 auf gleicher Höhe oder etwa auf gleicher Höhe des Entlüftungsausganges 8 oben in die übrige Abscheide kammer 6 ein, wobei dies horizontal oder, im wesentlichen horizontal erfolgt. Hierdurch wird erreicht, daß die ankommenden und entstehenden Gasblasen ohne Ablenkung geradewegs auf den horizontalen Entlüftungsausgang 8 zugetrieben werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Pumpengehäuses 1 kann so vorgegangen sein, daß der Einströmkanal 10, in dem schon die Abscheidung von Gasanteilen und Bildung von Gasblasen^im wesentlichen auf der Mitwirkung der Schwerkraft beruhend, beginnt, so ausgebildet ist, daß ein gleichförmiger Strömungsaustritt des Fördermediums aus dem Kanal 10 erfolgt, das heißt, daß ein drall- und auch sonst wirbelfreies Einströmen in die Kammer 6 gegeben ist.

Hierzu ist der Einströmkanal 10 so ausgebildet, daß er einen ersten, sich an den Saugstutzen 2 des Pumpengehäuses anschließenden Strömungsabschnitt 10a aufweist, der sich, ausgehend vom Stutzen 2, in seinem Querschnitt erweitert, wie dies aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen ist. An diesen ersten Abschnitt schließt sich ein zweiter Strömungsabschnitt 10b an, der sich bis zu seinem Einmündungsende 12 in die Abscheidekammer erstreckt und einen gleichbleibenden Strömungsquerschnitt aufweist. Dies ist aus den Fig. 2 und 3 eindeutig zu erkennen. Im ersten Abschnitt 10a verringert sich die Strömungsgeschwindigkeit des Fördermediums auf einen gewünschten Wert, der im zweiten Abschnitt 10b bis zum Eintritt in die Kammer 6 aufrechterhalten wird. Etwaige Verwirbelungen im ersten Abschnitt 10a können dann im zweiten Abschnitt 10b abgebaut werden, so daß ein wirbelfreier

Eintritt des Fördermediums mit bereits teilweise abgeschiedenen Gasblasen folgen kann. In der Kammer 6 wird die Bildung von Gasblasen dann beendet, die sich vor und/oder in dem horizontalen Entlüftungsausgang 8 zu einer größeren Blase vereinigen. Die in dem und vor dem Entlüftungsausgang befindliche Gasmenge unterliegt der drückenden Kraft des aus dem Einströmkanal 10 austretenden Förderstromes und wird so sicher in den Ausgang 8 hineingedrückt und durch diesen hindurch abgeführt.

Der von den Gasblasen befreite Förderstrom wird dann in üblicher Weise mit Hilfe des Pumpenlaufrades 5 aus der Abscheidekammer 6 über den Saugmund 7, den Pumpenlaufradraum 4 und den Druckstutzen 3 abgefördert, beispielsweise zu den Heizkörpern einer Warmwasser-Heizungsanlage.

Zur Herstellung des gesamten Gehäuses 1 wird vorteilhaft so vorgegangen, daß es in einem Gießvorgang als einstückiges Bauteil gefertigt wird, so daß das fertige Gehäuse keinerlei Losteile bzw. Einlegeteile aufweist. Demzufolge ist die den Einströmkanal 10 und die Abscheidekammer 6 mitbildende Scheidewand 11 zwischen diesen beiden Räumen einstückig mit dem übrigen Gehäuse 1 verbunden. Somit ist ein Gehäuse für die Umwälzkreiselpumpe geschaffen, bei dem der Einströmkanal 10, die Abscheidekammer 6 und der Raum 4 für das Pumpenlaufrad 5 insgesamt durch ein einstückiges Gußbauteil gebildet sind. Hierdurch ist die Fertigung und sind die Herstellungskosten der Umwälzkreiselpumpe vereinfacht und vermindert.

Claims (4)

Ansprüche

1. Umwälzkreiselpumpe mit Entlüftungseinrichtung für eine Wärmeerzeugungsvorrichtung für Warmwasser-Heizungsanlagen, bei der das Pumpengehäuse vor dem Saugmund zu dem Pumpenlaufrad eine Kammer zum Abscheiden von Gasblasen aus dem umzuwälzenden Heizwasser und einen sich an den Saugstutzen des Pumpengehäuses anschließenden Einströmkanal aufweist, um Heizwasser in die Kammer einzuleiten, die in ihrem obersten Bereich mit einem Entlüftungsausgang versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmkanal (10) in die Abscheidekammer (6) eingegliedert ist und sich vor dem Saugmund (7) zu dem Pumpenlaufrad (5) in einem Winkelbereich von 90° bis 180° um den Saugmund herum erstreckt und daß sich in Einbaulage der Pumpe das Einmündungsende (12) des Einströmkanales (10) in die Abscheidekammer (6) und der horizontal verlaufende Entlüftungsausgang (8) der Kammer oberhalb des Saugmundes (7) gegenüberliegen.

2. Umwälzkreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmkanal (10) auf gleicher Höhe des Entlüftungsausganges (8) der Abscheidekammer (6) horizontal oder im wesentlichen horizontal oben in diese Kammer einmündet.

3. Umwälzkreiselpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmkanal (10) einen ersten, sich an den Saugstutzen (2) des Pumpengehäuses (1) anschließenden Strömungsabschnitt (10a), der sich im Querschnitt erweitert, und einen sich daran anschließenden zweiten Strömungsabschnitt (10b) umfaßt, der sich bis zum Einmündungsende (12) des Kanales (10) in die Abscheidekammer (6) erstreckt und einen gleichbleibenden Strömungsquerschnitt zum vorwiegend schwerkraftmäßigen Abscheiden von Gasblasen aufweist.

4. Umwälzkreiselpumpe nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Einströmkanal (10), die Abscheidekammer (6) und den Raum (4) für das Pumpenlaufrad (5) enthaltende Gehäuse (1) der Umwälzkreiselpumpe insgesamt aus einem einstückigen Gußbauteil besteht.